研究

探索生命的算法

茶色的冈萨雷斯

由DNA编码的蛋白质被称为“生命的基石”.对冈萨雷斯(茶色的冈萨雷斯)来说，这些蛋白质是她教育的基石.

冈萨雷斯, 她是理学院的校友，也是世界大战医学院的一年级学生, 在一项分子模型研究中发挥了关键作用，该研究使用复杂的数学来绘制影响生物健康和结构的遗传变化.

冈萨雷斯在Coeur d 'Alene的Kootenai 健康跟踪传染病医生时间接发现了她对分子建模的兴趣.

“这是最酷的影子工作，真正的夏洛克福尔摩斯的东西，”冈萨雷斯说. “诊断感染的罪魁祸首, 你必须根据病人身体和病史的线索，找出他们是在何时何地暴露的,冈萨雷斯说.

冈萨雷斯在伊利诺伊大学开始探索研究病毒和传染病的方法. 在寻找物理系的项目时，她了解到马蒂Ytreberg他是物理学教授，也是bet365亚洲官网洛杉矶分校的副主任建模、协作与创新研究所, 一个高度协作的中心，与研究人员合作，将更多的建模集成到他们的项目中.

Ytreberg, 训练有素的生物物理学家, 最近与同事发表了一篇关于使用计算方法来帮助预测埃博拉病毒突变是否会削弱治疗效果的论文.

冈萨雷斯说:“物理学可以如此深入地参与生物学，这一想法令我着迷。. “我不知道分子建模是什么, 计算方法是如何工作的, or how I would fit into his research group; but I thought it would be interesting. 我决定看看马蒂是否会在我知识匮乏的情况下让我加入这个小组.”

即使有陡峭的学习曲线, 冈萨雷斯加入了Ytreberg的IMCI工作组, 利用分子模型造福人类健康. 她很快掌握了基础知识，发现自己正在探索复杂的数学和算法，这些数学和算法可以使研究更高效、成本更低.

“看到物理学如何被用来预测生物相互作用，然后在实验方面帮助人们，这很酷,冈萨雷斯说.

随着冈萨雷斯对分子建模的兴趣和知识的增长, Ytreberg带她参与了一个项目，旨在了解蛋白质中的氨基酸突变如何改变蛋白质折叠和结合的方式，进而如何改变植物和动物的特征. 该项目由Ytreberg领导，涉及来自爱达荷州，罗德岛州和佛蒙特州的研究人员.

“使用计算方法来缩小研究小组应该研究的突变数量是非常有益的, but it’s difficult; there are a bunch of models out there using different algorithms, 而且并不总是清楚哪一个最适合研究人员的需求,冈萨雷斯说.

冈萨雷斯使用特殊的数据库详细记录了各种蛋白质的结构和结合强度, 包括那些导致艾滋病等臭名昭著的疾病的病毒, 癌症和瘟疫. 她用这个数据库测试了预测突变后蛋白质结合强度的八种计算方法的速度和准确性. 她总共测试了16种蛋白质复合物，其中包括两种或两种以上的蛋白质相互作用.

冈萨雷斯最初认为，更先进的计算方法能更好地预测最终结果, 但情况并非总是如此.

“许多模型在预测简单蛋白质如何与其他蛋白质结合和折叠方面做得很好,冈萨雷斯说. “但有些人做得并不好, 特别是在更复杂的场景中, 比如病毒和抗体的相互作用.

冈萨雷斯和Ytreberg将他们的研究扩展到这些更复杂的案例.

“我们希望能够提出建议, “如果你需要一种预测简单突变的基本方法, 用这个. 如果你想对更复杂的情况做出预测包括某些病毒蛋白和抗体, 另一种方法可以很好地工作.’”

冈萨雷斯在一篇研究论文中报告了她的发现, 她和伊特伯格很快就会把它提交给科学杂志发表.

“Tawny将是这篇论文的第一作者, 这对本科生来说很不寻常,”他说. “她有动力，有动力，自给自足，能够独自解决棘手的项目. 她确实承担了大部分的工作, 对于一个每周工作几个小时的大学生来说，这是非常令人印象深刻的.”

冈萨雷斯于2019年5月毕业，成绩为B.S. 化学和生物化学，辅修物理. 她计划通过伊利诺伊大学继续追求她对传染病的兴趣 WWAMI医学教育计划. 她还计划在莫斯科行医之前获得公共卫生硕士学位.