Эрик Шадт - Eric Schadt

Эрик Шадт
Эрик Шадт выстрел в голову 2014.jpg
Родившийся (1965-01-31) 31 января 1965 г. (возраст 55)
Сент-Джозеф, Мичиган, Соединенные Штаты
Альма-матерКалифорнийский политехнический государственный университет
Калифорнийский университет в Дэвисе
Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Научная карьера
УчрежденияМедицинская школа Икана на горе Синай
Sage Bionetworks

Эрик Эмиль Шадт (родился 31 января 1965 г.) - американский математик и вычислительный биолог. Он является деканом по точной медицине в Медицинская школа Икана на горе Синай и главный исполнительный директор Sema4, дочерней компании нового поколения в области медицинской информации, входящей в состав Mount Sinai Health System, которая обеспечивает расширенное геномное тестирование и объединяет аналитику больших данных с клинической диагностикой. Ранее он был директором-основателем Институт геномики и многомасштабной биологии Икана и заведующий кафедрой генетики и геномики в Медицинской школе Икана на горе Синай. Работа Шадта сочетает в себе суперкомпьютерные вычисления и расширенное вычислительное моделирование с различными биологическими данными, чтобы понять взаимосвязь между генами, генными продуктами, другими молекулярными характеристиками, такими как клетки, органы, организмы и сообщества, и их влияние на сложные человеческие черты, такие как болезни.[1] Он известен тем, что призывает к сдвигу в молекулярной биологии в сторону сетевого взгляда на живые системы, чтобы дополнить редукционистские подходы, основанные на использовании одного гена, которые в настоящее время доминируют в биологии, для более точного моделирования сложности биологических систем.[2][3] Шадт также работал над привлечением общественности, поощряя людей к участию в научных исследованиях и помогая им понять проблемы конфиденциальности информации, основанной на ДНК.[4][5]

Исследования и обучение

В 1983 году Шадт рано бросил школу, чтобы записаться в ВВС США и присоединился к отряду специальных операций / спасения. Получив серьезную травму плеча, потребовавшую реконструктивной операции, Шадт посетил Калифорнийский политехнический государственный университет получил военную стипендию для изучения информатики и математики, а в 1991 году получил степень бакалавра прикладной математики.[1] Затем он получил степень магистра чистой математики в Калифорнийский университет в Дэвисе в 1993 году. После этого он защитил кандидатскую диссертацию по биоматематике в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, для чего требовалась кандидатская диссертация как в области молекулярной биологии, так и в области биоматематики, получив докторскую степень под руководством Кена Ланге в 2000 году.[3] Во время своей докторской работы Шадт работал старшим инженером-программистом в Управлении академических вычислений Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, а затем - директором по вычислительной технике в отделе математических наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.[нужна цитата ].

Научная карьера

Получив докторскую степень, Шадт присоединился к Roche Bioscience в 1998 году в качестве старшего научного сотрудника и начал свою работу над ДНК-микрочипами, разрабатывая новые алгоритмы для обработки и интерпретации этих данных. Он опубликовал одни из первых независимо разработанных алгоритмов обработки данных генных чипов.[6][7] работа, которую он позже применил для создания ранней функциональной аннотации всего генома человеческого генома.[8]

В 1999 году после знакомства с Стивен Френд, он был нанят на должность главного научного сотрудника в Rosetta Inpharmatics, начинающей биотехнологической компании, специализирующейся на генерации и анализе данных функциональной геномики большого размера.[1] Merck приобрела Rosetta в 2001 году, что позволило Schadt объединить крупномасштабное молекулярное профилирование с базами данных Merck, ориентированными на болезни, чтобы продемонстрировать существование молекулярных сетей, работающих вместе, чтобы вызвать сложное поведение системы.[9][10] В этот период Шадт разработал свою теорию о том, что подходы с использованием одного гена к пониманию и лечению общих заболеваний человека должны уступить место сетевому подходу и что многие неудачи в фармацевтической терапии были вызваны неполным пониманием биологии, лежащей в основе терапевтических целей.[2]

Демонстрируя способность делать выводы о причинно-следственных связях между функциями в многомерных данных, используя информацию об изменениях ДНК, Шадт и его коллеги из Merck начали реконструировать прогностические сети, которые оказались причинно связаны с заболеванием.[11][12][13][14][15] что привело к идее нацеливания на сети, а не на отдельные гены, для эффективного лечения распространенных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, ожирение и большинство форм рака.[16] Представитель Merck сказал, что статьи, которые Шадт начал публиковать на основе данных генетической сети, «изменили взгляд людей на болезни». Шадт использовал информацию об этих сетях, чтобы определить, какие гены Merck следует использовать в качестве мишеней; К тому времени, когда он ушел из компании, Шадт подсчитал, что его группа отвечала за половину лекарств, находящихся в разработке компании.[1]

В 2009 году вместе со Стивеном Френдом Шадт основал Sage Bionetworks,[3] некоммерческая организация, цель которой - поощрение сотрудничества между академическими и коммерческими учеными в проведении сетевых исследований болезней и публикации данных в открытом доступе. Когда Merck закрыл бизнес-подразделение Rosetta, оно передало данные, исследования и компьютерное оборудование из этого подразделения Sage Bionetworks.[1] Шадт остается членом совета директоров.[17]

Также в 2009 году Шадт присоединился к компании по секвенированию ДНК. Тихоокеанские биологические науки в качестве главного научного сотрудника. Во время своего пребывания там Шадт продемонстрировал применение SMRT-секвенирование технология для различных приложений,[18] в том числе для секвенирования бактериальных геномов, представляющих интерес для общественного здравоохранения, для предоставления информации об этих патогенных штаммах в режиме реального времени во время активной вспышки. Он руководил исследовательскими проектами по выяснению истоков Вспышка холеры на Гаити штамм с 2010 года[19] и охарактеризовать особо опасные Вспышка E. coli в Германии штамм летом 2011 года.[20] Он также продемонстрировал способность делать выводы об эпигенетических изменениях на основе данных секвенирования, открывая новые регуляторные механизмы, которые могут влиять на патогенность и вирулентность бактерий, вызывающих озабоченность в области общественного здравоохранения.[21][22]

В 2011 году Шадт присоединился к Медицинской школе Маунт-Синай в Нью-Йорке, где он основал новый Институт геномики и многомасштабной биологии Икана и стал заведующим кафедрой генетики и геномных наук.[23][24][25] Новый институт был запущен со 100 миллионами долларов на первые пять лет и со-руководителем Эндрю Касарскис.[25] Шадт сказал, что его интерес к присоединению к Mt. Синай должен был предоставить пациентам прогностическое моделирование биологии. За время работы в институте он открыл первую лабораторию секвенирования нового поколения, сертифицированную CLIA, в Нью-Йорке.[26] и основал первый класс в школе, в котором ученики секвенируют свои собственные геномы.[27][28] Шадт также входит в состав исполнительного комитета Нью-Йоркский центр генома.

В 2013 году Шадт и его команда получили грант от Национальные институты здоровья изучать биологические сети в Болезнь Альцгеймера.[29] Они также опубликовали статью в Cell, в которой сообщается, что сеть генов, связанных с воспалительной реакцией, играет роль в позднем начале болезни Альцгеймера.[30][31] В том же году Шадт присоединился к Фонд лечения Альцгеймера Консорциум исследований вместе с Ричард Л. Хуганир.

Шадт выступил с инициативой индивидуальной терапии рака в Институте Икана, чтобы проанализировать опухолевую ДНК, РНК и состояние белков для более индивидуального подхода к лечению пациентов с раком.[32] Одним из примеров является пациентка с раком толстой кишки по имени Стефани Ли. Ученые пересадили ее опухолевые клетки плодовой мушке, чтобы использовать ее в качестве модели для испытаний, и определили существующее лекарство, которое нейтрализует опухоль.[33][34][35]

Команда Шадта была названа причиной того, что Медицинская школа Икана на горе Синай была названа Fast Company № 5 из 10 самых инновационных организаций в области больших данных в рейтинге 2014 года.[36] Согласно статье, «больница Нью-Йорка привлекает лучших специалистов из Кремниевой долины для создания центра, который будет отображать геномы пациентов для прогнозирования заболеваний, сокращать количество средних посещений больниц и упрощать электронные медицинские записи».

В мае 2014 года Шадт и его команда объявили о проекте Resilience Project в сотрудничестве с Sage Bionetworks.[37] В рамках проекта планируется провести генотипирование до 1 миллиона человек, чтобы найти защитные биологические механизмы, предотвращающие активизацию болезнетворных генетических мутаций. Участниками будут здоровые люди в возрасте 30 лет и старше, и изначально проект будет нацелен на вариации, связанные со 127 менделевскими заболеваниями.[38][39] Основываясь на анализе общедоступных данных, ученые проекта Resilience Project подсчитали, что у одного человека из 15 000 есть защитный механизм, предотвращающий активность болезнетворных генетических вариантов.[40]

Появления в СМИ и награды

Шадт появился на CBS Morning News,[41] CNN, CBS этим утром,[34] и ток-шоу Кэти Курик. Он и его научные проекты были опубликованы в New York Times, журнале Esquire,[2] Bloomberg BusinessWeek,[42] среди прочего,[43] и несколько научных отраслевых публикаций. Он был исполнительным продюсером и креативным директором документального фильма «Новая биология», получившего в 2012 году премию Cine Master Series.[44] Он опубликовал комментарий в Huffington Post, призывая ученых включать информацию о РНК, белках, метаболитах и ​​многом другом в свои генетические или клинические исследования, а также призывал общественность участвовать в исследовательских проектах, чтобы ускорить научные открытия.[45] В 2014 году он был включен в список «Самые влиятельные научные умы мира» по версии Thomson Reuters.[46] и был удостоен награды Rustum Roy Spirit Award от Фонда Чопры.[47]

Избранные публикации

Шадт опубликовал более 190 рецензируемых статей. Некоторые из этих публикаций включают:

Статья о генетике природы[48] это было выбрано Science как одно из 10 лучших достижений 2005 года.[49]

Первая публикация, связывающая полное сканирование генома метилирования с последовательностью генома для микроба E. coli.[21]

Одна из самых ранних публикаций с использованием микроматриц для аннотирования генома человека.[8]

Передовая статья в «Молекулярной системной биологии» о проблемах конфиденциальности в эпоху генома, призывающая к повышению уровня образования законодателей, расширению законов о недискриминации и защите прав пациентов.[4]

Публикация в Nature Genetics, предсказывающая переход от полногеномных ассоциативных исследований к интегративным, сетевым ассоциативным исследованиям (INAS), которые принимают во внимание больше типов биологических данных, чтобы выявить причину вариации признаков и заболеваний.[50]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Дэвид Юинг Дункан (24 августа 2009 г.). «Привлечение компьютеров к разгадке истинной сложности болезни». Нью-Йорк Таймс. Получено 2017-06-17.
  2. ^ а б c Джунод, Том (22.03.2011). "Профиль Эрика Шадта - Интервью с Эриком Шадтом Pacific Biosciences". Esquire.com. Получено 2017-06-17.
  3. ^ а б c "Уравнение Шадта | GEN". Genengnews.com. 2013-01-15. Получено 2017-06-17.
  4. ^ а б Schadt EE (2012). «Меняющийся ландшафт конфиденциальности в эпоху больших данных». Молекулярная системная биология. 8: 612. Дои:10.1038 / msb.2012.47. ЧВК  3472686. PMID  22968446.
  5. ^ ""Генетические герои «могут быть ключом к лечению изнуряющих болезней». Scientific American. 2014-05-30. Получено 2017-06-17.
  6. ^ Schadt, E. E .; Li, C .; Вс, Ц .; Вонг, В. Х. (2000). «Анализ данных массива экспрессии гена олигонуклеотидов высокой плотности» (PDF). Журнал клеточной биохимии. 80 (2): 192–202. Дои:10.1002 / 1097-4644 (20010201) 80: 2 <192 :: aid-jcb50> 3.3.co; 2-н. PMID  11074587.
  7. ^ Schadt, E. E .; Li, C .; Вс, Ц .; Вонг, В. Х. (2001). «Алгоритмы выделения и нормализации признаков для массива данных экспрессии олигонуклеотидных генов высокой плотности» (PDF). Журнал клеточной биохимии. Supplement Suppl 37: 120–125. Дои:10.1002 / jcb.10073. PMID  11842437.
  8. ^ а б Shoemaker, D. D .; и другие. (2001). «Экспериментальная аннотация генома человека с использованием технологии микрочипов» (PDF). Природа. 409 (6822): 922–927. Bibcode:2001Натура.409..922S. Дои:10.1038/35057141. PMID  11237012.
  9. ^ Schadt, E. E .; и другие. (2003). «Генетика экспрессии генов, исследованная у кукурузы, мышей и человека». Природа. 422 (6929): 297–302. Bibcode:2003Натура.422..297S. Дои:10.1038 / природа01434. PMID  12646919.
  10. ^ Schadt, E. E .; Монахи, С. А .; Друг, С. Х. (2003). «Новая парадигма для открытия лекарств: объединение данных клинических, генетических, геномных и молекулярных фенотипов для определения мишеней для лекарств». Сделки биохимического общества. 31 (2): 437–443. Дои:10.1042 / bst0310437. PMID  12653656. Архивировано из оригинал на 2013-04-14. Получено 2013-01-30.
  11. ^ Schadt, E. E .; Sachs, A .; Друг, С. (2005). «Осознавая сложность, постепенно приближаясь к реальности». STKE науки. 2005 (295): 40. Дои:10.1126 / stke.2952005pe40. PMID  16077086.
  12. ^ Chen, Y .; и другие. (2008). «Изменения в ДНК выясняют молекулярные сети, вызывающие заболевания». Природа. 452 (7186): 429–435. Bibcode:2008Натура.452..429C. Дои:10.1038 / природа06757. ЧВК  2841398. PMID  18344982.
  13. ^ Эмильссон, В .; и другие. (2008). «Генетика экспрессии генов и ее влияние на болезнь». Природа. 452 (7186): 423–428. Bibcode:2008Натура.452..423E. Дои:10.1038 / природа06758. PMID  18344981.
  14. ^ Шадт, Э. Э. (2009). «Молекулярные сети как датчики и драйверы распространенных заболеваний человека». Природа. 461 (7261): 218–223. Bibcode:2009Натура.461..218S. Дои:10.1038 / природа08454. PMID  19741703.
  15. ^ Ян, X .; и другие. (2009). «Проверка возможных причинных генов ожирения, влияющих на общие метаболические пути и сети». Природа Генетика. 41 (4): 415–423. Дои:10,1038 / нг.325. ЧВК  2837947. PMID  19270708.
  16. ^ Schadt, E. E .; Friend, S. H .; Шайвиц, Д. А. (2009). «Сетевой взгляд на болезни и скрининг соединений». Обзоры природы Drug Discovery. 8 (4): 286–295. Дои:10.1038 / nrd2826. PMID  19337271.
  17. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-02-11. Получено 2013-01-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  18. ^ Schadt, E. E .; Тернер, С .; Касарскис, А. (2010). «Окно в секвенирование третьего поколения». Молекулярная генетика человека. 19 (R2): R227 – R240. Дои:10,1093 / hmg / ddq416. PMID  20858600.
  19. ^ Chin, C. S .; и другие. (2011). «Происхождение штамма вспышки холеры на Гаити». Медицинский журнал Новой Англии. 364 (1): 33–42. Дои:10.1056 / NEJMoa1012928. ЧВК  3030187. PMID  21142692.
  20. ^ Rasko, D. A .; и другие. (2011). «Происхождение штамма E. coli, вызвавшего вспышку гемолитико-уремического синдрома в Германии». Медицинский журнал Новой Англии. 365 (8): 709–717. Дои:10.1056 / NEJMoa1106920. ЧВК  3168948. PMID  21793740.
  21. ^ а б Fang, G .; и другие. (2012). «Полногеномное картирование остатков метилированного аденина в патогенной Escherichia coli с использованием одномолекулярного секвенирования в реальном времени». Природа Биотехнологии. 30 (12): 1232–1239. Дои:10.1038 / nbt.2432. ЧВК  3879109. PMID  23138224.
  22. ^ Schadt, E. E .; и другие. (2013). «Моделирование изменения кинетической скорости в данных секвенирования ДНК третьего поколения для выявления предполагаемых модификаций оснований ДНК». Геномные исследования. 23 (1): 129–141. Дои:10.1101 / gr.136739.111. ЧВК  3530673. PMID  23093720.
  23. ^ «Эрик Шадт, доктор философии, назначенный директор Института геномики и многомасштабной биологии в Медицинском центре горы Синай - Медицинская школа Икана на горе Синай». Mssm.edu. Получено 2017-06-17.
  24. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2011-07-30. Получено 2013-01-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  25. ^ а б «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-02-24. Получено 2013-01-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  26. ^ Шадт, Э. (2012). "Эрик Шадт". Природа Биотехнологии. 30 (8): 769–770. Дои:10.1038 / nbt.2331. PMID  22871721.
  27. ^ «Вопросы и ответы: Эндрю Касарскис из Mount Sinai об обучении студентов тому, как анализировать свои собственные геномы». GenomeWeb.com. 2012-10-24. Получено 2017-06-17.
  28. ^ "Годовой отчет Genomics, подготовленный системой здравоохранения Mount Sinai". Issuu.com. 2014-05-02. Получено 2017-06-17.
  29. ^ «Финансирование NIH стимулирует новые исследования болезни Альцгеймера по профилактике, новые лекарственные цели | Национальные институты здравоохранения (NIH)». Nih.gov. 2013-09-18. Получено 2017-06-17.
  30. ^ [1]
  31. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал в 2014-08-19. Получено 2014-08-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  32. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал в 2014-08-19. Получено 2014-08-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  33. ^ Уоррен, Марк (2013-11-20). «Протестирован новый метод лечения рака - Профиль рака Стефани Ли». Esquire.com. Получено 2017-06-17.
  34. ^ а б «Вдова войны» находит цель «после диагностики рака 4 стадии». CBS Новости. 2013-12-19. Получено 2017-06-17.
  35. ^ "Новый способ убить рак - Шоу Леонарда Лопейта". WNYC.org. 2013-11-27. Получено 2017-06-17.
  36. ^ «Самые инновационные компании 2014 года по отраслям». Быстрая Компания. Получено 2017-06-17.
  37. ^ Друг, Стивен Х. (30 мая 2014 г.). "Подсказки стойких | Науки". Sciencemag.org. Получено 2017-06-17.
  38. ^ «Поиск генов, предотвращающих болезни». Атлантический океан. 2014-05-29. Получено 2017-06-17.
  39. ^ «Проект устойчивости | Присоединяйтесь к поиску. Будьте героем». Resilienceproject.me. 2016-04-11. Получено 2017-06-17.
  40. ^ «В поисках скрытых героев здоровья, чья ДНК предотвращает болезни». Fastcoexist.com. 2014-05-29. Получено 2017-06-17.
  41. ^ "Генетический код плода нанесен на карту: что это значит для вас - Видео". CBS Новости. 2012-06-08. Получено 2017-06-17.
  42. ^ "Эрик Шадт из Института Икана об анализе данных в медицине - Bloomberg". Businessweek.com. 2014-03-06. Получено 2017-06-17.
  43. ^ «Маленькая девочка, которая может хранить секрет старения». Macleans.ca. 2014-07-20. Получено 2017-06-17.
  44. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-01-20. Получено 2013-01-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  45. ^ "Это не только гены | HuffPost". Huffingtonpost.com. Получено 2017-06-17.
  46. ^ «Самые влиятельные научные умы мира» (PDF). Sciencewatch.com. 2014. Получено 2017-06-17.
  47. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-10-10. Получено 2014-08-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  48. ^ Schadt, E. E .; и другие. (2005). «Интегративный подход геномики к выводу причинных связей между экспрессией генов и болезнью». Природа Генетика. 37 (7): 710–717. Дои:10.1038 / ng1589. ЧВК  2841396. PMID  15965475.
  49. ^ + Посмотреть всех авторов и аффилированных лиц (2005-12-23). "Второе место | Наука". Sciencemag.org. Получено 2017-06-17.
  50. ^ Калифано А; Butte AJ; Друзья; Ideker T; Schadt EE (2012). «Интегративные сетевые исследования ассоциаций: использование моделей регулирования клеток в эпоху после GWAS». Природа Генетика. 44 (8): 841–847. Дои:10.1038 / ng.2355. ЧВК  3593099. PMID  22836096.