조셉 B. 더피 |

세포 다양성을 프로그램하는 신호 경로를 정의하는 것은 생물학의 가장 중요한 문제 중 하나이며 내 피망 슬롯 관심 분야의 핵심입니다.  실험실에서는 이러한 경로의 기능을 특성화하고 질병에서의 역할에 대한 통찰력을 얻기 위해 분자, 유전 및 생화학적 접근 방식을 사용합니다.  현재까지 이 피망 슬롯실은 다양한 인간 암의 주요 치료 표적인 표피 성장 인자 수용체 네트워크에 중점을 두었습니다.  이 작업에는 전형적인 LIG 분자인 Kekkon1(Kek1)을 EGFR 네트워크의 새로운 피드백 억제제로 특성화하는 작업이 포함되었습니다.  최근에는 신경생물학, 접착/장벽 생물학, 지질 대사로 피망 슬롯 범위가 확대되었습니다. 

학부 수준에서는 생명공학 입문, 유전학을 가르치고 연구실에서 학생들을 멘토링함으로써 우리 세계에서 생물학이 점점 커지는 영향력에 대해 이야기하는 것을 즐깁니다.  피망 슬롯원 수준에서는 실험실에서 박사 및 석사 과정 학생들과 함께 일하고 신호 변환, 모델 실험 시스템 및 보조금 작성에 대한 수업을 듣는 것을 즐깁니다.  연구실 밖에서는 스노슈잉, 하이킹, 사진 촬영을 즐기고 축구장에서 피망 슬롯원생들을 따라가려고 노력합니다.

저의 피망 슬롯실은 새롭게 떠오르는 합성생물학 분야에서 폭넓게 활동하고 있습니다. 합성생물학은 공학적 설계 원리를 생물학적 시스템의 이해와 생성에 적용하려고 합니다. 저는 합성 생물학을 사용하여 납, 비소 및 기타 독성 물질을 포함하여 인간의 건강에 영향을 미치는 다양한 환경 오염 물질에 대한 바이오 센서 및 생물학적 정화 전략을 설계합니다. 우리는 합성 생물학 도구를 적용하여 물, 토양 및 인간 건강과 관련된 세계적인 문제를 해결합니다. 당사의 물 및 토양 응용 분야에서는 유전자 조작 미생물(GEM)을 사용하여 환경의 오염 물질을 감지하고 치료하는 방법을 이해하는 데 중점을 둡니다. 우리는 물과 토양 환경의 실험실 모델을 사용하여 목표 환경에서 GEM 성능을 측정, 예측 및 제어합니다.

저의 피망 슬롯실에서는 정상 세포에서 게놈 안정성을 유지하는 세포 메커니즘을 정의하고 이러한 경로가 암세포에서 어떻게 손상되는지 이해하는 데 중점을 두고 있습니다. 게놈 불안정성은 이수성 및 종양 내 이질성을 초래하는 암에서 흔히 나타나는 특징입니다.  전체 염색체 불안정성(CIN)은 유사분열 염색체 분리의 근본적인 결함으로 인해 발생하며 전체 염색체의 획득 및 손실로 이어집니다.  CIN 암세포가 게놈 콘텐츠를 '섞는' 능력은 종양 유전자의 획득, 종양 억제 인자의 손실로 이어질 수 있으며 종양 세포 진화를 촉진할 수 있습니다.

내 피망 슬롯실의 피망 슬롯는 진화 생태학과 환경 생물학 분야의 질문을 다루며 일반적으로 현장 피망 슬롯와 실험실 피망 슬롯를 결합합니다. 현재 프로젝트는 두 가지 분야에 중점을 두고 있습니다.

내 피망 슬롯실의 주요 목표 중 하나는 특히 수생 서식지에서 생물학적 다양성에 영향을 미치고 생성하는 지리적, 진화적 과정을 이해하는 것입니다. 북미에서 담수 동물군은 인간 활동에 의한 서식지의 과도한 조작으로 인해 생태학적 변화에 특히 취약합니다. 또한 북미는 전 세계 생물다양성의 상당 부분을 담수 가재에 보유하고 있으며, 그 중 다수는 보전 우려가 있는 종으로 간주됩니다. 더욱이, 이 그룹의 생물 다양성은 잘 이해되지 않고 있으며, 종들이 완전히 기록되기도 전에 감소하거나 심지어 사라지고 있을 수 있습니다. 우리는 미국 북동부의 가재의 자생종과 침입종 사이의 생태학적, 진화적 상호작용을 이해하기 위해 노력하고 있으며, 이러한 상호작용이 이 그룹의 미래 분포와 다양성을 어떻게 변화시킬지 예측하는 궁극적인 목표를 갖고 있습니다.

또 다른 피망 슬롯 목표는 생태학적, 계통발생적 요인이 어떻게 사회 진화에 기여하는지 이해하는 것입니다. 가재의 경우 번식 비용의 대부분은 암컷이 부담하고 수컷은 지배 계층에서 지위를 두고 서로 경쟁하지만, 이러한 동물의 사회적 진화에 대한 성 선택의 역할은 잘 이해되지 않습니다. 우리는 가족 관계의 유전적 분석을 포함한 현장 데이터와 실험실 실험을 모두 사용하여 이 분류군의 사회적 행동에 대한 가설을 테스트합니다.

Shane McInally는 생물학 및 생명공학과의 조교수입니다. 그의 연구는 세포가 기하학적 구조의 독특한 측면을 통해 내부 구조의 크기를 제어하고 크기를 조정하는 데 사용하는 분자 및 물리적 메커니즘을 이해하는 데 중점을 두고 있습니다. 그는 캘리포니아 피망 슬롯교 리버사이드에서 학사 학위를, 캘리포니아 피망 슬롯교 버클리에서 MPH를, 캘리포니아 피망 슬롯교 데이비스에서 박사 학위를 받았습니다. 가장 최근에 그는 Brandeis University의 생물학 및 물리학과에서 박사후 연구원이었습니다.

저의 피망 슬롯실에서는 신경 발달의 신호 메커니즘을 조사합니다. 우리는 이러한 맥락에서 일차 섬모의 역할을 피망 슬롯하는 데 특히 관심이 있습니다. 일차 섬모는 뉴런을 포함한 대부분의 인간 세포의 표면에서 돌출되어 모든 주요 신호 전달 경로의 전달을 중재하는 특수한 사상 구조입니다. 신호 전달의 중심 역할로 인해 일차 섬모는 척추 동물의 발달과 조직 항상성에 필요하며 섬모 결함은 섬모병증이라고 하는 광범위한 유전 질환의 원인이 됩니다. 피망 슬롯실의 한 가지 피망 슬롯 방향은 두 가지 강력한 유전 모델 시스템을 사용하여 섬모 생성에 필요한 새로운 신호 전달 경로를 식별하는 데 중점을 두고 있습니다(C. 엘레강스 그리고 D. 멜라노가스터) 및 포유류 세포. 두 번째 방향은 섬모가 다른 세포 구획(예: 시냅스)과 상호 작용하여 신경 특성을 형성하는 방법을 해독하는 데 중점을 둡니다. 이러한 질문을 해결하기 위해 우리는 유전학, 생물정보학, 분자 생물학, 고해상도 이미징을 포함하는 실험적 접근 방식을 조합하여 사용합니다.

2004년부터 WPI 교수진의 일원이자 2022년부터 생물학 및 생명공학과의 학과장인 Reeta Rao 교수는 분자 유전학 및 유전체학 분야의 리더이며 MIT 및 Harvard(캠브리지)의 Broad Institute와 Univ의 약물 저항 연구소에서 부교수로 임명되었습니다. 매스찬 의과피망 슬롯(우스터) 출신. 그녀의 주요 연구 활동은 신흥 전염병, 특히 진균성 질병의 이해 및 관리. 그녀의 피망 슬롯실에 있는 학생과 피망 슬롯원은 다양한 고급 생화학, 분자 유전학 및 게놈 도구를 사용하여 숙주-미생물 상호 작용을 피망 슬롯하여 곰팡이 병독성 전략을 탐색하고 높은 처리량 방식으로 새로운 치료법을 식별하도록 교육을 받았습니다.

나는 생물학적 문제를 해결하기 위해 컴퓨터 과학과 수학을 적용하는 데 오랫동안 관심을 갖고 있습니다. 저는 현재 WPI의 생물정보학 및 전산생물학 프로그램의 부책임자이며, 이 흥미로운 학제간 분야에 관심이 있는 학생들을 항상 찾고 있습니다. 생물학을 가르치는 나의 목표 중 하나는 학생들이 생물학적 질문에 대해 더 정량적으로 생각할 수 있도록 돕는 것입니다. 몇 년 전, UMass Boston의 Brian White 박사와 저는 NSF로부터 "생물학 시뮬레이션" 과정을 개발하기 위한 보조금을 받았습니다. 이 수업에서 학생들은 에이전트 기반 모델링이라는 접근 방식을 사용하여 자신이 선택한 생물학적 시스템을 시뮬레이션합니다. '에이전트'는 분자, 세포 또는 유기체일 수 있으며, 학생들은 에이전트가 실제로 어떻게 행동하는지에 관해 알려졌거나 가정한 것에서 도출된 '규칙'을 따르도록 프로그램합니다. 시뮬레이션을 구성하면서 수업에 참여하는 학생들은 관심 있는 생물학적 시스템과 컴퓨터 공학에 대한 더 깊은 이해를 발전시킵니다.

나는 생명체가 어떻게 작동하는지 이해하고 생물학과 피망 슬롯에 대한 나의 사랑을 차세대 과학자 및 지식이 풍부한 시민들과 공유하려는 열정을 가지고 있습니다. 내 피망 슬롯실의 주요 목표는 마이코박테리아의 스트레스 내성의 기초가 되는 규제 메커니즘을 이해하는 것입니다. 우리는 마이코박테리아가 스트레스 조건에 어떻게 반응하고 궁극적으로 생존하는지 이해하기 위해 유전학, 유전체학, 전사체학 및 생화학을 결합합니다.  우리의 기본 원칙은 호기심, 존중, 과학적 엄격함입니다. 우리는 인간 건강의 발전과 자연 세계에 대한 이해의 열쇠가 되는 기본 피망 슬롯 문제를 해결함으로써 지식의 경계를 넓히고 분야를 발전시키기 위해 함께 노력하고 있습니다.

WPI에서 현재 연구하고 있는 분야는 매우 학제적이며 신경생물학, 분자 유전학 및 화학 생물학과 같은 분야를 포괄합니다. 저는 학부와 피망 슬롯원 수준 모두에서 강의를 할 예정입니다. 제가 WPI에서 가르칠 강좌에 대한 저의 철학은 가설 중심 연구의 중요성과 이를 테스트하기 위한 생물학적 실험을 신중하게 설계해야 할 필요성을 강조하는 것입니다. 나는 이 접근 방식을 통해 학생들이 과학적 문제에 대한 호기심을 키우고 비판적이고 독립적인 사고를 강력하게 장려할 수 있다고 생각합니다. 이는 또한 학생들이 자신의 연구 및 커리큘럼과 직접적인 관련이 없는 주제에 대해 신선한 아이디어를 가져올 수 있는 기회를 나타냅니다. 나는 과학적 문제에 대해 젊은 학생을 자극하는 것이 아주 쉽지만 그들의 열정을 유지하는 것은 매우 어렵다는 것을 경험했습니다. 따라서 저는 '실습'을 통해 학생들의 진행 상황을 지속적으로 추적할 수 있으므로 교육에 대한 '실제' 접근 방식이 필요하다고 믿습니다. 또한 실험/개념의 문제와 함정을 논의할 수 있는 환경을 제공합니다. 저는 이 접근 방식을 매우 생산적으로 적용했습니다. 제 학부생 중 한 명인 Omer Durak이 동료 검토 저널 BMC Biology(출판 목록 참조)에서 나와 함께 논문을 공동 집필했기 때문입니다. 제가 멘토링한 학부생 중 다수는 전 세계 여러 피망 슬롯에서 피망 슬롯원 프로그램을 추구했습니다. 이러한 성공 사례를 통해 저는 WPI의 교사로서 더 젊고 열정적인 사람들의 아이디어와 생각을 형성할 수 있다는 자신감을 얻었습니다.

나의 피망 슬롯 목표는 식물 생산성 증가라는 장기적인 목표와 함께 식물 세포 조직 및 성장의 기초가 되는 분자 및 세포 메커니즘을 이해하는 것입니다. 나는 특히 식물 세포 조직과 성장에 있어서 세포골격의 참여를 이해하는 데 관심이 있습니다. 세포골격은 식물, 균류, 동물 사이에서 가장 잘 보존된 세포 시스템 중 하나입니다. 이러한 보존은 자기 조직화 능력과 같은 공유된 필수 프로세스를 나타냅니다. 이는 복잡한 문제이기 때문에 다학문적 접근 방식과 간단한 모델 유기체를 사용하여 조사하는 것이 중요합니다. 나는 운이 좋게도 이끼 Physcomitrella patens가 강력한 분자 유전학을 지닌 단순한 식물임을 확인했습니다. 또한 저는 WPI 물리학과와 유익한 협력 관계를 구축할 수 있었던 행운을 누렸습니다.

나의 피망 슬롯 관심 분야는 RNA 생물학과 생식 생물학의 교차점에 있으며 난모세포의 질과 배아 생존 능력에 대한 RNA의 기여에 중점을 두고 있습니다. 전사체 변화는 난모세포의 품질 저하와 관련이 있습니다. 결과적으로, 난모세포의 품질은 본질적으로 생식력 결과와 연관되어 있습니다. 그러나 이러한 전사체 변화가 발생하는 메커니즘과 이것이 난모세포의 세포 및 대사 건강에 어떻게 기여하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 전사체 변화는 난모세포에서 배아로의 전환 동안 전사가 감지되지 않을 때 특히 중요합니다. RNA 변형은 RNA 안정성과 번역의 핵심 조절자입니다. 테일링은 주형화되지 않은 방식으로 RNA 분자의 3' 말단에 뉴클레오티드를 추가하는 것입니다.  

교수. Weathers는 Artemisia annua 및 artemisinin에 대해 국제적으로 인정받는 전문가로서 항말라리아제인 artemisinin을 포함한 식물과 식물화학물질을 25년 이상 연구해 왔습니다. 그녀는 AAAS 및 SIVB의 회원이며 많은 상을 수상했으며 많은 국내 및 국제 프레젠테이션을 통해 많은 저널의 원고를 검토하고 많은 국내 및 국제 자금 지원 기관에 대한 제안서를 검토했습니다. 그녀는 여러 저널의 부편집장입니다. 그녀의 연구실은 최초로 A. annua를 유전적으로 변형시켰습니다. 동료 검토를 거친 그녀의 130개 이상의 논문 중 약 3분의 1은 생물반응기에 초점을 맞추고 있으며, 또 다른 3분의 1은 아르테미시닌 또는 A. annua에 초점을 맞추고 있으며 현재 A. afra도 포함하고 있습니다. 그녀는 또한 3개의 특허를 보유하고 있습니다(2개 더 출원 중). 2022년 1월 현재 그녀의 Google H 지수는 46이고 인용 횟수는 거의 6,500회에 달하며 i10 지수는 96입니다. 그녀는 말라리아 및 기타 질병 치료를 위한 식용 A. annua 개념을 주도했으며 개념 증명 확립을 위한 프로젝트에 대한 현재까지 연구를 주도했습니다. 그녀는 20명 이상의 석사 및 16명의 박사 과정 학생과 80개 이상의 학부 프로젝트(아르테미시닌/아르테미시아와 관련된 모든 논문 및 프로젝트의 약 절반)를 감독했습니다. 그녀는 30년 넘게 공학, 생물학, 생화학 분야의 방문 과학자, 박사후 연구원, 피망 슬롯원생 및 학부생으로 구성된 종합 연구실을 관리해 왔습니다. 그녀는 풀브라이트 펠로우(Fulbright Fellows)를 초대하고 자신의 연구실에서 유학생을 방문했습니다. 그녀는 1년에 2~4개 과정을 가르치는 것 외에도 NIH, NSF, NASA, USDA 및 민간 부문으로부터 연구와 학생을 위한 상당한 자금을 지원 받았습니다. 그녀는 또한 1980년대 중반부터 생명공학 산업에 컨설팅을 해왔습니다.