James Collins (bioinżynier) - James Collins (bioengineer)
Jima Collinsa | |
|---|---|
 | |
| Urodzić się |
26 czerwca 1965 |
| Obywatelstwo | Stany Zjednoczone |
| Alma Mater |
Uniwersytet Oksfordzki (D.Phil.) Święty Krzyż ( BA ) |
| Nagrody |
NAS , NAE , NAM , NAI , Rhodes Scholar , MacArthur Fellow , nagroda Dickson w medycynie , Sanofi-Pasteur Institut Award , HFSP Nakasone Award , Max Delbruck nagroda , Gabbay Award , NIH dyrektora Pioneer Award , Lagrange nagroda |
| Kariera naukowa | |
| Pola | Inżynieria biomedyczna |
| Instytucje |
MIT Harvard University Boston University |
James J. Collins (ur. 26 czerwca 1965) jest amerykańskim bioinżynierem , profesorem inżynierii medycznej i nauk ścisłych w Termeer oraz profesorem inżynierii biologicznej na MIT .
Jest jednym z założycieli powstającej dziedziny biologii syntetycznej i dokonał wielu przełomów w biologii syntetycznej w biotechnologii i biomedycynie, w tym diagnostyce papierowej dla wirusa Zika i Eboli oraz programowalnych komórek, które służą jako żywa diagnostyka i żywe terapeutyki do wykrywania i -leczyć infekcji, rzadkich genetycznych zaburzeń metabolicznych i nieswoistych zapaleń jelit. Collins jest także pionierem w dziedzinie biologii systemowej , który dokonał fundamentalnych odkryć dotyczących działania antybiotyków i pojawienia się oporności na antybiotyki .
Collins został wybrany na członka Narodowej Akademii Inżynierii w 2011 roku za wkład w biologię syntetyczną i opracowane sieci genów.
Biografia
Collins uzyskał tytuł licencjata z fizyki (summa cum laude; klasa pożegnalna) w Kolegium Świętego Krzyża w 1987 r. oraz doktorat z inżynierii medycznej na Uniwersytecie Oksfordzkim w 1990 r. W latach 1987-1990 był stypendystą Rhodesa . Obecnie Collins jest Profesorem Inżynierii Medycznej i Nauki oraz Profesorem Inżynierii Biologicznej na MIT . Collins jest również jednym z głównych założycieli wydziału Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Uniwersytecie Harvarda oraz członkiem Instytutu Broad Institute na MIT i Harvardzie. Collins jest również kierownikiem wydziału nauk przyrodniczych w MIT Jameel Clinic od 2018 roku.
W latach 1990-2014 był wykładowcą na Uniwersytecie w Bostonie , gdzie był Williamem F. Warren Distinguished Professor , profesorem uniwersyteckim , profesorem inżynierii biomedycznej i współdyrektorem Centrum Biodynamiki i dyrektorem Centrum Syntetyki Biologia.
Osiągnięcia naukowe Collinsa zostały docenione licznymi nagrodami, w tym dyrektora NIH Pioneer Award , w Ellison Foundation Medyczny Senior Scholar Award w procesie starzenia się , w nagrodę inauguracyjny Anthony J. Drexel Wyjątkowe Osiągnięcia , z nagrody Lagrange Fundacji CRT we Włoszech, Sanofi -Institut Pasteur Award, BMES Robert A. Pritzker Award, HFSP Nakasone Award, Promega Biotechnology Research Award oraz bycie wybranym do inauguracyjnego konkursu Technology Review TR100 – 100 młodych innowatorów, którzy będą kształtować przyszłość technologii – oraz Scientific American 50 – top 50 wybitnych liderów w nauce i technologii. Collins jest również członkiem Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego , Instytutu Fizyki oraz Amerykańskiego Instytutu Inżynierii Medycznej i Biologicznej. W 2003 roku otrzymał nagrodę „ Genius Award ” Fundacji MacArthura , stając się pierwszym bioinżynierem, który otrzymał to wyróżnienie. Cytat z nagrody Collinsa zauważył: „Podczas swoich badań Collins wykazuje skłonność do identyfikowania abstrakcyjnych zasad, które leżą u podstaw złożonych zjawisk biologicznych i do wykorzystywania tych pojęć do rozwiązywania konkretnych, praktycznych problemów”. Został również uhonorowany tytułem Medical All-Star przez Boston Red Sox i rzucił pierwszy rzut podczas meczu Red Sox w Fenway Park. W 2016 roku Collins został mianowany Allen Distinguished Investigator przez Paula G. Allena Frontiers Group. Collins jest wybieranym członkiem wszystkich trzech amerykańskich akademii krajowych – Narodowej Akademii Nauk , Narodowej Akademii Inżynierii i Narodowej Akademii Medycznej . Jest także wybrany stypendystą Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk oraz stypendystą Narodowej Akademii Wynalazców .
Collins jest utalentowanym i zaangażowanym nauczycielem. Zdobył wiele nagród dydaktycznych na Uniwersytecie w Bostonie, w tym nagrodę Nauczyciela Roku Inżynierii Biomedycznej, nagrodę College of Engineering Professor of the Year oraz Metcalf Cup and Prize for Excellence in Teaching, która jest najwyższym wyróżnieniem przyznawanym przez Boston. Uniwersytet.
Collins był zaangażowany w wiele firm typu start-up, a jego wynalazki i technologie uzyskały licencje od kilku firm biotechnologicznych i urządzeń medycznych. Collins jest współzałożycielem naukowym i obecnie przewodniczy Radzie Naukowej (SAB) firm Sample6 Technologies, Synlogic i EnBiotix. Zasiada w Radzie Dyrektorów Fulcrum Therapeutics i SAB Agilis Biotherapeutics, Evelo Biosciences, enEvolv, Indigo Agriculture, Joule Unlimited , PureTech Health i Excel Medical Ventures. Ponadto pracował w SAB Mannkind Corporation, Seres Health, Codon Devices, Selventa, Gene Network Sciences, Epitome Biosystems, Afferent Corp, Cellicon Biotechnologies, Synereca Pharmaceuticals, LifeWave Ltd i Bios Group Inc. Collins był również doradca naukowy firm Unilever, Lifebuoy, Agilent, Momenta Pharmaceuticals, New England Patriots i Brooks Sports.
Collins biegał na torze i przełajach w Holy Cross (był 4:17 miler) i zdobył niebieski grając w drużynie koszykówki uniwersyteckiej na Uniwersytecie Oksfordzkim.
Praca
Collins był pionierem w opracowywaniu i stosowaniu nieliniowych podejść dynamicznych do badania, naśladowania i poprawy funkcji biologicznych oraz pomógł przekształcić biologię w naukę inżynierską. Jego obecne zainteresowania badawcze obejmują: biologię syntetyczną – modelowanie, projektowanie i konstruowanie syntetycznych sieci genów oraz biologię systemów – inżynierię odwrotną naturalnie występujących sieci regulacyjnych genów.
Collins wynalazł szereg nowych urządzeń i technik, w tym wibrujące wkładki do poprawy równowagi, prokariotyczny ryboregulator , bistabilne genetyczne przełączniki dwustabilne do zastosowań w biotechnologii i bioenergetyce, dynamiczne techniki kontroli do eliminowania arytmii serca oraz techniki biologii systemów do identyfikacji celów leków i chorób mediatorzy.
Collins zaproponował, że szum wejściowy można wykorzystać do poprawy funkcji czuciowych i kontroli motorycznej u ludzi. Wraz ze współpracownikami wykazali, że czucie dotyku i kontrolę równowagi u młodych i starszych osób dorosłych, pacjentów po udarze i pacjentów z neuropatią cukrzycową można poprawić, stosując podczuciowy hałas mechaniczny, np. za pomocą wibrujących wkładek. Prace te doprowadziły do stworzenia nowej klasy urządzeń medycznych do rozwiązywania problemów wynikających z neuropatii cukrzycowej, przywracania funkcji mózgu po udarze i poprawy równowagi osób starszych.
Collins jest pionierem w wykorzystaniu technik z zakresu dynamiki nieliniowej i biologii molekularnej do modelowania, projektowania i konstruowania sieci genów inżynieryjnych, co prowadzi do rozwoju dziedziny biologii syntetycznej. Collins i współpracownicy stworzyli przełączniki genetyczne, przełączniki RNA, liczniki genetyczne, programowalne komórki, przestrajalne przełączniki genetyczne ssaków oraz zmodyfikowane bakteriofagi, z których każdy ma szerokie zastosowanie w biotechnologii i biomedycynie.
Collins jest również jednym z czołowych badaczy biologii systemów, który jest pionierem w wykorzystaniu eksperymentalno-obliczeniowych technik biofizycznych do inżynierii wstecznej i analizy sieci regulatorowych genów endogennych. Collins i współpracownicy wykazali, że poddane inżynierii odwrotnej sieci genów można wykorzystać do identyfikacji celów leków, mediatorów biologicznych i biomarkerów chorób.
Collins i współpracownicy odkryli, stosując podejścia biologii systemowej, że wszystkie klasy antybiotyków bakteriobójczych wywołują wspólny szlak śmierci komórkowej, polegający na uszkodzeniu oksydacyjnym. To odkrycie wskazuje, że celowanie w systemy bakteryjne, które naprawiają uszkodzenia oksydacyjne, w tym odpowiedź na uszkodzenie DNA SOS, jest realnym sposobem zwiększenia skuteczności wszystkich głównych klas antybiotyków i ograniczenia pojawiania się oporności na antybiotyki. Collins i współpracownicy odkryli również, że subletalne poziomy antybiotyków aktywują mutagenezę poprzez stymulację produkcji reaktywnych form tlenu, co prowadzi do oporności wielolekowej. Odkrycie to ma ważne implikacje dla powszechnego stosowania i niewłaściwego stosowania antybiotyków. Niedawno Collins i współpracownicy, wykorzystując swoje podejścia systemowe, odkryli populacyjny mechanizm oporności stanowiący formę selekcji krewniaczej, dzięki której niewielka liczba opornych mutantów bakteryjnych, w obliczu stresu związanego z antybiotykami, może, za pewną własną cenę, zapewnić ochronę na inne, bardziej wrażliwe komórki, zwiększając zdolność przetrwania całej populacji w stresujących środowiskach.
W 2020 roku Collins był częścią zespołu z innymi MIT Jameel Clinic wydziału ołowiu Profesor Regina Barzilay -to ogłosili odkrycie przez głębokie nauki o halicin , pierwszego nowego antybiotyku związku do 30 lat, która zabija ponad 35 potężnych bakterie , w tym antimicrobial- oporną gruźlicę , superbakterię C. difficile i dwie z trzech najbardziej śmiercionośnych bakterii Światowej Organizacji Zdrowia . W 2020 r. Collins, Barzilay i MIT Jameel Clinic również otrzymały finansowanie w ramach projektu Audacious, aby rozszerzyć odkrycie halicyny w wykorzystaniu sztucznej inteligencji w odpowiedzi na kryzys antybiotykooporności poprzez opracowanie nowych klas antybiotyków.