Bette Korber - Bette Korber

Bette Korber
Bette Korber z Zulu Basket.jpg
Korber z koszykiem zrobionym dla niej przez kobiety Zulu w sierocińcu, który pomogła założyć
Alma Mater Kalifornijski Uniwersytet Stanowy Long Beach , Kalifornijski Instytut Technologiczny
Znany z projektowanie szczepionek na AIDS z wykorzystaniem bazy wirusów HIV
Nagrody Richard Feynman Award for Innovation 2018, Thomson Reuters Corporation 100 najbardziej wpływowych naukowców dekady 2014 r., Ernest Orlando Lawrence Award 2004, członek Los Alamos National Laboratory 2002, Distinguished Alumna of CSULB 2001, Elizabeth Glaser Scientist for pediatric AIDS 1997
Kariera naukowa
Pola Computational Biology , biologii molekularnej , genetyki populacji , Virology
Instytucje Narodowe Laboratorium Los Alamos , Instytut Santa Fe
Praca dyplomowa  (1988)
Doradca doktorski Leroy Hood , Iwona Stroynowski
Wpływy Richard Feynman, Gerry Myers, Ray Owen

Bette Korber amerykański obliczeniowa biolog skupiając się na biologii molekularnej i populacyjnych genetyki z HIV wirus wywołujący infekcję i ostatecznie AIDS . Wniosła duży wkład w starania o uzyskanie skutecznej szczepionki przeciwko HIV . Stworzyła bazę danych w Los Alamos National Laboratory , która umożliwiła jej zaprojektowanie nowatorskich szczepionek mozaikowych na HIV, z których jedna jest obecnie testowana na ludziach w Afryce. Baza danych zawiera tysiące sekwencji genomu HIV i powiązanych danych.

Korber jest naukowcem w dziedzinie biologii teoretycznej i biofizyki w Los Alamos National Laboratory. Otrzymała nagrodę Ernesta Orlando Lawrence Award , najwyższą nagrodę Departamentu Energii za osiągnięcia naukowe. Otrzymała również kilka innych nagród, w tym Elizabeth Glaser Award za badania nad AIDS u dzieci oraz Richard Feynman Award for Innovation.

Wczesne życie i edukacja

Bette Korber dorastała w południowej Kalifornii . W 1981 roku uzyskała tytuł licencjata chemii na California State University w Long Beach , gdzie jej ojciec był profesorem socjologii, matka ukończyła pielęgniarstwo, a siostra dziennikarstwo. W latach 1981-1988 była na studiach magisterskich w California Institute of Technology (Caltech), gdzie pracowała z Iwoną Stroynowski w laboratorium Leroy Hooda , uzyskując w 1988 r. doktorat z chemii. Jej praca koncentrowała się na regulacji ekspresji genów głównego układu zgodności tkankowej typu 1, produkujących białka powierzchniowe komórek, które uczestniczą w odrzucaniu przeszczepów tkanek, przez interferon indukowany przez infekcje wirusowe.

Następnie została stażystą podoktorską z Myronem Essexem , pracując nad epidemiologią molekularną wirusa AIDS/HIV i HTLV-1 , wirusa ludzkiej białaczki, w Harvard School of Public Health do 1990 r. Tam Korber stosował reakcję łańcuchową polimerazy (PCR). ), aby pokazać zarówno kompletne, jak i usunięte wersje genomów wirusowych w komórkach białaczkowych . Jej praca nad tymi wirusowymi częściowymi i kompletnymi genomami była wpływowa i szeroko cytowana. Została wizytującym członkiem wydziału w Instytucie Santa Fe w 1991 roku, pełniąc tę ​​funkcję do 2011 roku.

Badania

Uwalnianie wirusa HIV z zakażonej komórki

Korber prowadzi swoje badania w Los Alamos National Laboratory, gdzie rozpoczęła pracę w 1990 roku. Jej podejście polega na zastosowaniu biologii obliczeniowej do projektowania szczepionki przeciwko wirusowi HIV/AIDS. Po raz pierwszy zainteresowała się HIV, kiedy jej bliski przyjaciel i jej narzeczony z Caltech zachorowali na jeden z pierwszych przypadków AIDS w Pasadenie w Kalifornii . Powiedziała: „Dużo nauczyliśmy się o HIV, kiedy był chory. Ale nie było dla niego leczenia i zmarł w 1991 roku. Po ukończeniu studiów doktoranckich zdecydowałam, że chcę pracować nad HIV”. Kilka lat później, patrząc wstecz na to wydarzenie, opisała jego skutki: „ Nienawidzę HIV… Straciłam do niego kilku przyjaciół. HIV zabija w okropny sposób. Myślę o tym, co epidemia zrobiła z Afryką i to mnie motywuje ”.

Baza danych HIV

Drzewo filogenetyczne przedstawiające HIV w porównaniu z SIV

Korber nadzoruje projekt bazy danych i analizy HIV w Los Alamos. Ona i jej zespół zbudowali globalną bazę danych HIV zawierającą ponad 840 000 sekwencji z publikacji genomu wirusa. Ponadto baza danych skupia się na małych regionach (zwanych epitopami ) w obrębie wirusa, które mogą być rozpoznawane przez przeciwciała i ocenia dowody na siłę każdego epitopu w wywoływaniu odpowiedzi immunologicznych. Istnieją również dane dotyczące profili immunologicznych osób odpornych na HIV. Korber i wielu innych badaczy wykorzystało te dane do opracowania możliwych metod leczenia i szczepionek przeciwko HIV. Jej praca zaowocowała opracowaniem szczepionek, które są obecnie testowane w badaniach klinicznych.

Projekt szczepionki przeciwko HIV

Stworzenie szczepionki przeciwko HIV było wyzwaniem, ponieważ wirus szybko mutuje , tworząc wiele wariantów, które mogą nie być rozpoznawane przez elementy układu odpornościowego specyficzne dla oryginalnego wirusa infekującego. Najbardziej zmiennym regionem jest powierzchnia wirusa, ale istnieje również pewna zmienność białek wewnętrznych zaangażowanych w replikację wirusa, które mogą być atakowane przez komórkowy układ odpornościowy lub odpowiedzi komórek T. Ostatnim podejściem, które przyjęli Korber i jego współpracownicy, jest zaprojektowanie antygenów mozaikowych . Korber opracował nową mozaikową szczepionkę przeciwko HIV, która może spowolnić lub zapobiec zakażeniu wirusem HIV; jest to obecnie w testach na ludziach w Afryce. Celem szczepionki z antygenem mozaikowym jest ochrona zaszczepionej osoby przed dużą różnorodnością napotkanych wariantów HIV.

Ponieważ białka wirusa HIV bardzo się różnią, białka testu mozaikowego są zaprojektowane tak, aby reprezentowały najczęstsze formy wirusa HIV-1, które można rozpoznać na podstawie przeciwciał lub komórkowej odpowiedzi immunologicznej (epitopy). W 2009 roku Korber opisał ten proces: „Tworzę coś w rodzaju małych białek Frankensteina, które wyglądają i czują się jak białka HIV, ale nie istnieją w naturze”.

Kilka głównych odmian jest zawartych w każdej cząsteczce białka, tworząc w ten sposób wariant antygenu białkowego, który prawdopodobnie nie występuje w populacji dzikich wirusów, ale powinien reagować krzyżowo z istniejącymi wariantami. Korber przyjął dwa różne podejścia do projektowania takich antygenów. Jej grupa opracowała algorytm komputerowy do wyboru epitopów do połączenia w cząsteczkę mozaiki dla antygenów mozaikowych. W 2009 roku opisała w ten sposób zaprojektowane białko mozaikowe: „Ludzie nie wiedzieli, czy będzie się prawidłowo składać, czy będzie antygenowe, czy też będzie miało te same miejsca, które rozpoznają limfocyty T zabójców”. Odkryli, że nowo zaprojektowane antygeny fałdowały się prawidłowo i działały jak silny antygen i były rozpoznawane przez cytotoksyczne limfocyty T (komórki zabójców). Ponadto Korber i jej współpracownicy opracowali analizę graficzną o nazwie Epigraph, która może generować obiecujące antygeny z mieszaniną epitopów. Korber wyjaśnia, że ​​podejście polegające na projektowaniu białka za pomocą komputera, łączącego fragmenty znanych białek, które wywołują reakcje odpornościowe, nigdy nie zostało wypróbowane. Mówi: „Nawet po tym, jak to zadziałało, trudno było przekonać ludzi, że ta nowatorska rzecz może być szczepionką, ponieważ wcześniej tego nie robiono”.

We współpracy z Danem Barouch , profesorem z Harvard Medical School , niektóre z tych antygenów zostały przetestowane na małpach jako możliwe szczepionki. W jednej serii testów Barouch sprawdził wiele możliwych sposobów dostarczania genów wirusa i wybrał jako nośnik wirusa przeziębienia . Testowana szczepionka mozaikowa rutynowo spowalniała infekcję małp blisko spokrewnionym małpim wirusem niedoboru odporności (SIV), a u 66 procent małp wielokrotnie narażonych nie doszło do infekcji. Następnie, we współpracy z National Institutes of Health , Janssen Pharmaceutical Companies (oddział Johnson & Johnson ) oraz Fundacją Billa i Melindy Gates , naukowcy przetestowali szczepionkę mozaikową pod kątem bezpieczeństwa u ludzi; ten test też zdał. W 2017 roku grupa współpracowników ogłosiła test wydolności człowieka tym samym preparatem białka mozaikowego, zaszczepiając 2600 kobiet w Afryce Subsaharyjskiej , które będą badane przez kilka lat, aby wykazać, jak skutecznie, jeśli w ogóle, wirus interferuje z infekcją. Korber ostrzegł, że skuteczność tej strategii u małp nie gwarantuje skuteczności szczepionki dla ludzi.

W uznaniu swoich badań Korber otrzymała nagrodę Feynman Award 2018 for Innovation, jako pierwsza kobieta w Los Alamos National Laboratory, która ją otrzymała. Przypomniała sobie, że w Caltech, gdy było tam niewiele kobiet, poszła na zajęcia z fizykiem Richardem Feynmanem i zaprzyjaźniła się z nim. Powiedziała: „W czasach, gdy życzliwość wydawała się rzadka, naprawdę doceniam jego hojny duch i zachętę. Myślę, że byłby zadowolony z tej nagrody”.

Randki z wirusem HIV-1

W historii wirusa HIV/AIDS w odniesieniu do tego, kiedy i gdzie powstał HIV, Edward Hooper postulował w bestsellerowej książce The River: A Journey to the Source of HIV and AIDS w 1999 roku, że HIV mógł przeskoczyć z szympansów na ludzi z powodu przypadkowego zakażenia szympansim SIV doustnej szczepionki przeciw polio (CHAT) stosowanej w Afryce w latach pięćdziesiątych. Korber i jej koledzy wykorzystali dane genomowe z bazy danych Los Alamos National Laboratory, aby obliczyć, kiedy rozpoczęła się ewolucja sekwencji HIV , używając modelu ewolucji opartego na szybkości mutacji szczepów HIV i zakładając, że ta zmienna była taka sama we wszystkich gałęziach drzewa ewolucyjnego. W 2000 roku opublikowali szacunki około 1930 dotyczące pochodzenia ludzkiego wirusa niedoboru odporności. Ich badania były szeroko omawiane jako ustalenie nowej daty pochodzenia ludzkiego wirusa, dyskredytując teorię doustnego wirusa polio , a tym samym obalając obawy dotyczące stosowania doustnej szczepionki przeciw polio ( OPV ). Te dwie koncepcje pochodzenia tego wirusa oraz inne powiązane teorie nadal rywalizowały o wiarygodność naukową.

W 2008 r. Worobey i współpracownicy zastosowali podejście modelowania komputerowego podobne do modelu Korbera, ale z luźnym modelem ewolucyjnym i dwoma starszymi próbkami, zebranymi wcześniej niż jakiekolwiek genomy uwzględnione w badaniu Korbera, i znaleźli datę pochodzenia wirusa HIV około 1900 roku.

COVID-19

W miarę rozwoju pandemii COVID-19 Korber i jej koledzy z Los Alamos opracowali strategie obliczeniowe, które szukają zmian ewolucyjnych w genach kodujących białka Spike, które badają koronawirusa SARS-CoV-2 i nadają mu wygląd podobny do korony. Jej strategie mogą badać miliony globalnych genomów przechowywanych przez GISAID i oznaczać mutacje, które różnią się od oryginalnej sekwencji Wuhan przynajmniej o minimalną określoną wartość progową. Korzystając z tej strategii, ona i jej współpracownicy zidentyfikowali konkretną mutację Spike, kwas asparaginowy (Asp) do glicyny (Gly) w pozycji 614 (D614G), która od lutego 2020 r. zyskiwała na popularności na całym świecie. To odkrycie, które początkowo było kontrowersyjne, została potwierdzona przez wiele innych grup, które wykazały, że mutacja D614G poprawia wydajność replikacji i transmisji SARS-CoV-2, a ta mutacja, od czerwca 2020 r., stała się częścią wszystkich powszechnie występujących na całym świecie SARS-CoV-2 szczepy. Od 28 września 2021 r. ona i jej grupa nadal analizują dane GISAID pod kątem nowych wariantów i nadal jest aktywnym członkiem grupy roboczej NIH TRACE, której celem jest „zapewnienie praktycznych informacji na temat wariantów SARS-CoV-2 poprzez nadzór genomiczny, udostępnianie danych i kurację oraz standaryzowane oceny leków in vitro przeciwko nowym szczepom”.

Życie osobiste

Korber poślubił Jamesa Theilera w 1988 roku. Mają dwóch synów.

W trosce o wpływ AIDS na osoby z niewielkimi zasobami finansowymi, Korber przekazała 50 000 USD ze swojej nagrody EO Lawrence Award, aby pomóc w założeniu, wraz z rodziną i przyjaciółmi, sierocińca AIDS w Afryce Południowej , działającego przez Pielęgnowanie Sierot AIDS dla Ludzkości ( NOE). Dołączyła do Zarządu NOAH. Przyczyniła się również do dystrybucji Earth Boxów bezobsługowych przenośnych ogrodów do domów dziecka, klinik i szkół w Afryce.

Nagrody i wyróżnienia

  • 2021: Medal Los Alamos, za zmianę kierunku nauki
  • 2019: Wynalazca Roku, Battelle, 2019, Nagroda przyznana w Columbus, Ohio
  • 2018: Naukowiec Roku magazynu R&D
  • 2018: Nagroda Richarda Feynmana za innowacje
  • 2014: Wybrany do 100 najbardziej wpływowych umysłów dekady firmy Thomson Reuters Corporation
  • 2004: Nagroda Ernesta Orlando Lawrence
  • 2002: członek laboratorium krajowego Los Alamos
  • 2001: Zasłużony absolwent CSULB
  • 1997: Elizabeth Glaser Scientist, za pracę nad pediatryczną AIDS, przedstawiona przez Hillary Clinton

Inna praca

W 2019 roku Korber poprowadziła serię wykładów o nazwie Frontiers in Science, które koncentrowały się na jej pracy nad opracowaniem szczepionki przeciwko HIV.

Wybrane publikacje

Bibliografia