Eric Schadt - Eric Schadt

Eric Schadt
Eric Schadt headshot 2014.jpg
narozený (1965-01-31) 31. ledna 1965 (věk 55)
St. Joseph, Michigan, Spojené státy
Alma materKalifornská polytechnická státní univerzita
University of California, Davis
University of California, Los Angeles
Vědecká kariéra
InstituceLékařská fakulta Icahn na hoře Sinaj
Sage Bionetworks

Eric Emil Schadt (narozený 31 ledna 1965) je americký matematik a výpočetní biolog. Je děkanem precizní medicíny na VŠE Lékařská fakulta Icahn na hoře Sinaj a generální ředitel společnosti Sema4, spinout společnosti zabývající se zdravotními informacemi nové generace zdravotnického systému Mount Sinai, která poskytuje pokročilé genomové testování a slučuje analýzu velkých dat s klinickou diagnostikou. Předtím byl zakládajícím ředitelem Icahn Institute for Genomics and Multiscale Biology a předseda katedry genetiky a genomiky na Icahnské lékařské fakultě v Mount Sinai. Schadtova práce kombinuje superpočítač a pokročilé výpočetní modelování s rozmanitými biologickými daty, aby pochopila vztah mezi geny, genovými produkty, dalšími molekulárními rysy, jako jsou buňky, orgány, organismy a komunity, a jejich dopad na složité lidské vlastnosti, jako je nemoc.[1] Je známý tím, že volá po posunu v molekulární biologii směrem k síťově orientovanému pohledu na živé systémy, aby doplnil redukční, jednogenové přístupy, které v současné době dominují biologii, aby přesněji modelovaly složitost biologických systémů.[2][3] Schadt také pracoval na zapojení veřejnosti, povzbuzoval lidi k účasti na vědeckém výzkumu a pomáhal jim porozumět otázkám ochrany soukromí v souvislosti s informacemi založenými na DNA.[4][5]

Výzkum a školení

V roce 1983 Schadt brzy opustil střední školu, aby se zapsal do United States Air Force a připojil se ke speciální operační / záchranné jednotce. Poté, co utrpěl vážné zranění ramene, které vyžadovalo rekonstrukční chirurgii, se Schadt zúčastnil Kalifornská polytechnická státní univerzita na vojenském stipendiu ke studiu informatiky a matematiky a v roce 1991 získal bakalářský titul z aplikované matematiky.[1] On pokračoval získat magisterský titul z čisté matematiky na University of California, Davis v roce 1993. Poté získal doktorát z biomatematiky na University of California, Los Angeles, který vyžadoval kandidaturu na PhD v molekulární biologii a biomatematice, doktorát dokončil pod vedením Kena Langeho v roce 2000.[3] Během své doktorské práce pracoval Schadt jako senior softwarový inženýr na Úřadu akademické výpočetní techniky UCLA a později jako ředitel výpočetní techniky v oddělení matematických věd UCLA.[Citace je zapotřebí ].

Vědecká kariéra

Během dokončování doktorského studia se Schadt připojil k Roche Bioscience v roce 1998 jako vedoucí vědecký pracovník a zahájil práci na mikročipech DNA a navrhoval nové algoritmy pro zpracování a interpretaci těchto dat. Publikoval některé z prvních nezávisle vyvinutých algoritmů pro zpracování dat genových čipů[6][7] dílo, které později aplikoval na produkci rané celé genomové funkční anotace lidského genomu.[8]

V roce 1999 poté, co se seznámil s Stephen Friend, byl najat jako hlavní vědecký pracovník Rosetta Inpharmatics, startupové biotechnologické společnosti zaměřené na generování a analýzu vysoce dimenzionálních funkčních genomických dat.[1] Společnost Merck získala společnost Rosetta v roce 2001, což společnosti Schadt umožnilo kombinovat rozsáhlé molekulární profilování s databázemi společnosti Merck zaměřenými na nemoci, aby prokázala existenci molekulárních sítí, které společně vytvářejí chování komplexního systému.[9][10] Během tohoto období Schadt vyvinul svou teorii, že jednogenové přístupy k porozumění a léčbě běžných lidských onemocnění musí ustoupit přístupu založenému na síti a že mnoho neúspěchů farmaceutických terapií bylo způsobeno neúplným pochopením biologie, která je základem terapeutických cílů.[2]

Schadt a jeho kolegové ve společnosti Merck, kteří prokázali schopnost odvodit kauzální vztahy mezi rysy ve vysokorozměrných datech pomocí informací o variacích DNA, začali rekonstruovat prediktivní sítě, u nichž se prokázalo, že jsou kauzálně spojeny s onemocněním,[11][12][13][14][15] což vede k myšlence cílit na sítě, nikoli na jednotlivé geny, k účinné léčbě běžných poruch, jako je Alzheimerova choroba, obezita a většina forem rakoviny.[16] Mluvčí společnosti Merck uvedl, že dokumenty, které Schadt začal publikovat na základě údajů z této genetické sítě, „změnily způsob, jakým se lidé dívají na nemoci“. Schadt použil informace o těchto sítích k určení, které geny by měl Merck sledovat jako cíle; v době, kdy opustil společnost, Schadt odhadoval, že jeho skupina je zodpovědná za polovinu drog ve vývojovém potrubí společnosti.[1]

V roce 2009 spolu se Stephenem Friendem založil Schadt Sage Bionetworks,[3] nezisková organizace s cílem podpořit spolupráci mezi akademickými a komerčními vědci při provádění síťových studií nemocí a zveřejňování údajů. Když společnost Merck uzavřela obchodní jednotku Rosetta, darovala data, výzkum a počítačové vybavení z této jednotky společnosti Sage Bionetworks.[1] Schadt zůstává členem rady.[17]

Také v roce 2009 vstoupil Schadt do společnosti pro sekvenování DNA Pacific Biosciences jako hlavní vědecký pracovník. Během svého působení zde Schadt prokázal použití Sekvenování SMRT technologie pro různé aplikace,[18] včetně sekvence bakteriálních genomů ohrožujících veřejné zdraví za účelem poskytnutí informací o těchto patogenních kmenech v reálném čase během aktivního ohniska. Vedl výzkumné projekty k vyřešení původu Vypuknutí haitské cholery kmen z roku 2010[19] a charakterizovat vysoce virulentní Vypuknutí německé E. coli napětí v létě roku 2011.[20] Rovněž prokázal schopnost odvodit epigenetické změny ze sekvenčních dat a odhalit nové regulační mechanismy, které mohou ovlivnit patogenitu a virulenci bakterií vzbuzujících obavy ve veřejném zdraví.[21][22]

V roce 2011 vstoupil Schadt na lékařskou fakultu Mount Sinai v New Yorku, kde založil nový Icahnův institut pro genomiku a multiscale biologii a stal se předsedou Ústavu genetiky a genomiky.[23][24][25] Nový institut byl spuštěn se 100 miliony dolarů na prvních pět let a spolurežíruje jej Andrew Kasarskis.[25] Schadt uvedl, že jeho zájem o vstup na Mt. Sinaj měl pacientům přinést prediktivní modelování biologie. Během svého působení v ústavu otevřel první laboratoř sekvenování nové generace s certifikací CLIA v New Yorku[26] a založili první třídu ve škole, ve které studenti sekvenují své vlastní genomy.[27][28] Schadt rovněž působí ve výkonném výboru New York Genome Center.

V roce 2013 získal Schadt a jeho tým grant od Národní institut zdraví studovat biologické sítě v Alzheimerova choroba.[29] Publikovali také článek v Cell hlášení, že síť genů spojených se zánětlivou odpovědí hraje roli v Alzheimerově chorobě s pozdním nástupem.[30][31] Také toho roku se Schadt připojil k Vyléčit Alzheimerův fond výzkumné konsorcium spolu s Richard L. Huganir.

Schadt zahájil v Icahnově institutu individuální iniciativu pro léčbu rakoviny s cílem analyzovat stav nádorové DNA, RNA a bílkovin a dosáhnout tak u pacientů s rakovinou přizpůsobenější přístup k léčbě.[32] Jedním příkladem je pacientka s rakovinou tlustého střeva jménem Stephanie Lee. Vědci transplantovali její nádorové buňky do ovocné mušky, která se použila jako model pro testování, a identifikovali existující lék, který nádor vyřadil.[33][34][35]

Schadtův tým byl citován jako důvod, proč byla Icahn School of Medicine na Mount Sinai v žebříčku 2014 jmenována # 5 z 10 nejinovativnějších organizací ve velkých datech ve velkých datech.[36] Podle článku „Nemocnice v New Yorku přivádí špičkové talenty ze Silicon Valley k vybudování zařízení, které bude mapovat genomy pacientů tak, aby předpovídaly nemoci, snižovaly průměrný počet návštěv nemocnic a zefektivňovaly elektronické lékařské záznamy.“

V květnu 2014 Schadt a jeho tým oznámili projekt Resilience ve spolupráci se společností Sage Bionetworks.[37] Cílem projektu je provést genotypizaci až 1 milionu lidí, aby našli ochranné biologické mechanismy, které zabrání aktivaci genetických mutací způsobujících onemocnění. Účastníky budou zdraví lidé ve věku 30 let a starší a projekt se zpočátku zaměří na variace spojené se 127 Mendelovými chorobami.[38][39] Na základě analýzy veřejně dostupných údajů vědci v projektu Resilience Project odhadují, že jedna osoba z 15 000 má ochranný mechanismus zabraňující aktivitě genetických variant způsobujících onemocnění.[40]

Mediální vystoupení a ocenění

Schadt se objevil na CBS Morning News,[41] CNN, CBS dnes ráno,[34] a talk show Katie Couric. On a jeho vědecké projekty byly profilovány v časopise New York Times, Esquire,[2] Bloomberg Business Week,[42] mezi ostatními,[43] a několik vědeckých obchodních publikací. Byl výkonným producentem a kreativním ředitelem dokumentárního filmu s názvem „The New Biology“, který v roce 2012 získal Cine Master Series Award.[44] Publikoval komentář v Huffington Post vyzývající vědce, aby začlenili informace o RNA, bílkovinách, metabolitech a dalších do svého genetického nebo klinického výzkumu, a požádal veřejnost o účast na výzkumných projektech, které pomohou urychlit vědecký objev.[45] V roce 2014 byl Thomson Reuters jmenován na seznam „Nejvlivnějších vědeckých myslí na světě“[46] a byla udělena cena Rustum Roy Spirit Award od The Chopra Foundation.[47]

Vybrané publikace

Schadt publikoval více než 190 recenzovaných článků. Některé z těchto publikací zahrnují:

Papír Nature Genetics[48] který byl vybrán společností Science jako jeden z 10 nejlepších průlomů roku v roce 2005.[49]

První publikace spojující full-genomový sken methylace se sekvencí genomu pro mikrob E. coli.[21]

Jedna z prvních publikací používajících mikročipy k anotaci lidského genomu.[8]

Úvodník v Molecular Systems Biology o otázkách ochrany soukromí v éře genomu vyzývající k lepšímu vzdělávání zákonodárců, rozšířeným nediskriminačním zákonům a ochraně práv pacientů.[4]

Publikace v Nature Genetics předpovídající posun od asociačních studií v celém genomu k integračním, asociačním studiím založeným na síti (INAS), které berou v úvahu více typů biologických dat, aby bylo možné rozlišit příčinu variací vlastností a nemocí.[50]

Reference

  1. ^ A b C d E David Ewing Duncan (2009-08-24). „Získávání počítačů k odhalení skutečné složitosti nemocí“. The New York Times. Citováno 2017-06-17.
  2. ^ A b C Junod, Tom (2011-03-22). „Profil Erica Schadta - Rozhovor s Ericem Schadtem Pacific Biosciences“. Esquire.com. Citováno 2017-06-17.
  3. ^ A b C „Schadtova rovnice | GEN“. Genengnews.com. 2013-01-15. Citováno 2017-06-17.
  4. ^ A b Schadt EE (2012). „Měnící se prostředí ochrany osobních údajů v době velkých dat“. Molekulární systémy biologie. 8: 612. doi:10.1038 / msb.2012.47. PMC  3472686. PMID  22968446.
  5. ^ ""Genetičtí hrdinové „mohou být klíčem k léčbě oslabujících nemocí“. Scientific American. 2014-05-30. Citováno 2017-06-17.
  6. ^ Schadt, E. E.; Li, C .; Su, C .; Wong, W. H. (2000). „Analýza dat pole pole pro expresi genů s vysokou hustotou oligonukleotidů“ (PDF). Journal of Cellular Biochemistry. 80 (2): 192–202. doi:10.1002 / 1097-4644 (20010201) 80: 2 <192 :: aid-jcb50> 3.3.co; 2-n. PMID  11074587.
  7. ^ Schadt, E. E.; Li, C .; Su, C .; Wong, W. H. (2001). „Algoritmy pro extrakci a normalizaci funkcí pro data pole genové exprese s vysokou hustotou oligonukleotidů“ (PDF). Journal of Cellular Biochemistry. Dodatek Suppl 37: 120–125. doi:10.1002 / jcb.10073. PMID  11842437.
  8. ^ A b Shoemaker, D. D .; et al. (2001). „Experimentální anotace lidského genomu pomocí technologie microarray“ (PDF). Příroda. 409 (6822): 922–927. Bibcode:2001 Natur.409..922S. doi:10.1038/35057141. PMID  11237012.
  9. ^ Schadt, E. E.; et al. (2003). "Genetika genové exprese zkoumána u kukuřice, myši a člověka". Příroda. 422 (6929): 297–302. Bibcode:2003 Natur.422..297S. doi:10.1038 / nature01434. PMID  12646919.
  10. ^ Schadt, E. E.; Monks, S. A .; Přítel, S. H. (2003). „Nové paradigma pro objevování léků: integrace klinických, genetických, genomických a molekulárních fenotypových údajů k identifikaci cílů léčiv“. Transakce s biochemickou společností. 31 (2): 437–443. doi:10.1042 / bst0310437. PMID  12653656. Archivovány od originál dne 14.4.2013. Citováno 2013-01-30.
  11. ^ Schadt, E. E.; Sachs, A .; Friend, S. (2005). „Všeobjímající složitost, přibližující se realitě“. Věda STKE. 2005 (295): 40. doi:10.1126 / stke.2952005pe40. PMID  16077086.
  12. ^ Chen, Y .; et al. (2008). „Rozdíly v DNA objasňují molekulární sítě, které způsobují onemocnění“. Příroda. 452 (7186): 429–435. Bibcode:2008 Natur.452..429C. doi:10.1038 / nature06757. PMC  2841398. PMID  18344982.
  13. ^ Emilsson, V .; et al. (2008). "Genetika genové exprese a její účinek na nemoc". Příroda. 452 (7186): 423–428. Bibcode:2008Natur.452..423E. doi:10.1038 / nature06758. PMID  18344981.
  14. ^ Schadt, E. E. (2009). "Molekulární sítě jako senzory a ovladače běžných lidských chorob". Příroda. 461 (7261): 218–223. Bibcode:2009Natur.461..218S. doi:10.1038 / nature08454. PMID  19741703.
  15. ^ Yang, X .; et al. (2009). „Ověření kandidátních kauzálních genů pro obezitu, které ovlivňují sdílené metabolické cesty a sítě“. Genetika přírody. 41 (4): 415–423. doi:10,1038 / ng.325. PMC  2837947. PMID  19270708.
  16. ^ Schadt, E. E.; Friend, S. H .; Shaywitz, D. A. (2009). "Síťový pohled na screening nemocí a sloučenin". Recenze přírody Objev drog. 8 (4): 286–295. doi:10.1038 / nrd2826. PMID  19337271.
  17. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 11.02.2012. Citováno 2013-01-30.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  18. ^ Schadt, E. E.; Turner, S .; Kasarskis, A. (2010). „Okno do sekvenování třetí generace“. Lidská molekulární genetika. 19 (R2): R227 – R240. doi:10,1093 / hmg / ddq416. PMID  20858600.
  19. ^ Chin, C. S .; et al. (2011). „Původ haitského kmene vypuknutí cholery“. The New England Journal of Medicine. 364 (1): 33–42. doi:10.1056 / NEJMoa1012928. PMC  3030187. PMID  21142692.
  20. ^ Rasko, D. A .; et al. (2011). "Počátky kmene E. coli způsobující vypuknutí hemolyticko-uremického syndromu v Německu". The New England Journal of Medicine. 365 (8): 709–717. doi:10.1056 / NEJMoa1106920. PMC  3168948. PMID  21793740.
  21. ^ A b Fang, G .; et al. (2012). „Mapování methylovaných zbytků adeninu v patogenních Escherichia coli v celém genomu pomocí sekvenování v reálném čase s jednou molekulou“. Přírodní biotechnologie. 30 (12): 1232–1239. doi:10,1038 / nbt.2432. PMC  3879109. PMID  23138224.
  22. ^ Schadt, E. E.; et al. (2013). „Modelování změny kinetické rychlosti v datech sekvenování DNA třetí generace k detekci domnělých modifikací bází DNA“. Výzkum genomu. 23 (1): 129–141. doi:10,1101 / gr.136739.111. PMC  3530673. PMID  23093720.
  23. ^ „Eric Schadt, PhD, jmenovaný ředitel Institute for Genomics and Multiscale Biology ve společnosti The Mount Sinai Medical Center - Icahn School of Medicine at Mount Sinai“. Mssm.edu. Citováno 2017-06-17.
  24. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 30. 7. 2011. Citováno 2013-01-30.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  25. ^ A b „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 2013-02-24. Citováno 2013-01-30.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  26. ^ Schadt, E. (2012). „Eric Schadt“. Přírodní biotechnologie. 30 (8): 769–770. doi:10,1038 / nbt.2331. PMID  22871721.
  27. ^ „Otázky a odpovědi: Andrew Kasarskis z Mount Sinai o výuce studentů, jak analyzovat své vlastní genomy“. GenomeWeb.com. 2012-10-24. Citováno 2017-06-17.
  28. ^ „Výroční zpráva o genomice od zdravotního systému Mount Sinai“. Issuu.com. 2014-05-02. Citováno 2017-06-17.
  29. ^ „Financování NIH podporuje nový Alzheimerův výzkum v oblasti prevence, nové cíle v oblasti drog | Národní instituty zdraví (NIH)“. Nih.gov. 2013-09-18. Citováno 2017-06-17.
  30. ^ [1]
  31. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 19. 8. 2014. Citováno 2014-08-18.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  32. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 19. 8. 2014. Citováno 2014-08-18.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  33. ^ Warren, Mark (2013-11-20). „Testována nová metoda léčby rakoviny - profil rakoviny Stephanie Lee“. Esquire.com. Citováno 2017-06-17.
  34. ^ A b „Vdova z války“ nalézá smysl „po diagnostice rakoviny 4. stupně“. Zprávy CBS. 2013-12-19. Citováno 2017-06-17.
  35. ^ „New Way of Killing Cancer - The Leonard Lopate Show“. WNYC.org. 2013-11-27. Citováno 2017-06-17.
  36. ^ „Nejinovativnější společnosti roku 2014 podle odvětví“. Rychlá společnost. Citováno 2017-06-17.
  37. ^ Přítel, Stephen H. (2014-05-30). „Stopy z odolné | Vědy“. Sciencemag.org. Citováno 2017-06-17.
  38. ^ „Hledání genů, které zabraňují nemocem“. Atlantik. 2014-05-29. Citováno 2017-06-17.
  39. ^ „Projekt odolnosti | Připojte se k vyhledávání. Staňte se hrdinou“. Resilienceproject.me. 2016-04-11. Citováno 2017-06-17.
  40. ^ „Hledání skrytých hrdinů zdraví, jejichž DNA předchází nemocem“. Fastcoexist.com. 2014-05-29. Citováno 2017-06-17.
  41. ^ „Mapován fetální genetický kód: Co to pro vás znamená - videa“. Zprávy CBS. 2012-06-08. Citováno 2017-06-17.
  42. ^ „Eric Schadt z Icahn Institute o analýze dat v medicíně - Bloomberg“. Businessweek.com. 2014-03-06. Citováno 2017-06-17.
  43. ^ „Holčička, která může držet tajemství stárnutí“. Macleans.ca. 2014-07-20. Citováno 2017-06-17.
  44. ^ „Archivovaná kopie“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2013-01-20. Citováno 2013-01-30.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  45. ^ „Nejde jen o geny | HuffPost“. Huffingtonpost.com. Citováno 2017-06-17.
  46. ^ „Nejvlivnější vědecké mysli na světě“ (PDF). Sciencewatch.com. 2014. Citováno 2017-06-17.
  47. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 10.10.2014. Citováno 2014-08-18.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  48. ^ Schadt, E. E.; et al. (2005). „Integrativní genomický přístup k odvození kauzálních souvislostí mezi genovou expresí a nemocí“. Genetika přírody. 37 (7): 710–717. doi:10.1038 / ng1589. PMC  2841396. PMID  15965475.
  49. ^ + Zobrazit všechny autory a přidružení (23.12.2005). „Druhé místo | Věda“. Sciencemag.org. Citováno 2017-06-17.
  50. ^ Califano A; Butte AJ; Přátelé; Ideker T; Schadt EE (2012). „Integrativní síťové asociační studie: Využití regulačních modelů pro buňky v éře po GWAS“. Genetika přírody. 44 (8): 841–847. doi:10,1038 / ng.2355. PMC  3593099. PMID  22836096.