Towards the compression of morbidity:A deeplearning approach
- Reference number
- SAB19-0011
- Project leader
- Cvijovic, Marija
- Start and end dates
- 200601-230430
- Amount granted
- 1 174 435 SEK
- Administrative organization
- Göteborg University
- Research area
- Computational Sciences and Applied Mathematics
Summary
The proposed project represents the groundwork for my future research direction: application of the artificial intelligence methods to understand the complex nature of mammalian ageing. With this 6-month sabbatical stay at the School of Biological Sciences, Nanyang Technological University, Singapore I wish to make an impact on three major components: my research, my teaching and my leadership. A significant shift on three levels unified under the umbrella of ageing research will be made by a change in: (1) environment: from current math department to department of biology (2) organism: move from yeast to human, (3) methodology: move from dynamical modelling to AI methods in life science. This important environmental change, from my Department of Mathematical Sciences at the University of Gothenburg will provide much-needed freshness, establish new relationships and collaborations and present my ideas in a different context. Within the proposed research, I will address fundamental questions in the biology of ageing at the cellular level that cannot be answered by experimental approaches only: (1) How metabolites change with age (2) How gut microbiota composition and function changes with ageing. The goal is to explore AI methods for integration of high dimensional and multi-layered data and its application in ageing by examining the microbiota as a target for interventions that promote healthy ageing as well as metabolites as a likely regulator of healthy ageing.
Popular science description
Åldrande är en process som har fängslat människors intresse sedan urminnes tid. Det är fortfarande ett av de centrala mysterierna inom biologin, där varken varför vi åldras eller hur vi åldras är kända. Målet med forskning kring åldrande är att främja ett hälsosammare liv och bidra till att gamla människor får en friskare ålderdom. I rika länder har grundläggande sjukvård och medicinska framsteg drivit upp medellivslängden under det senaste seklet. År 2050 kommer två miljarder människor att vara 60 år eller äldre, nästan dubbelt så många som idag. Men bakom statistiken ligger ett allvarligt problem. Människor lever längre, men de är inte nödvändigtvis friskare under längre tid. De gamla kämpar med kroniska sjukdomar som cancer eller Alzheimers. Detta är en stor utmaning som driver min forskning- att förstå sambandet mellan åldrande och orsaken till åldersrelaterade sjukdomar. Jag använder matematisk modellering som ligger i botten av artificiell intelligens ihop med experimentella studier, så kallas systems biologi, som är ett kraftfullt verktyg som möjliggör studier av komplexa system och är en av de viktigaste teknikerna som används inom biologin idag. Att sätta ihop alla bitar är som att lösa ett gigantiskt pussel och är en av de största vetenskapliga utmaningarna idag. Det är troligt att man aldrig kommer att få veta hur pusselbitarna ska sättas ihop utan hjälp av matematiska modeller. Modellerna är verktyg som ger oss möjlighet att öka förståelsen för olika processer och ger ledtrådar om hur komplext pusslets olika delar fungerar ihop. Eftersom den viktigaste faktorn bakom sjukdom sent i livet är åldrande i sig självt, kommer jag i detta projekt att utveckla matematiska verktyg för att lägga grunden för nya strategier som kan öka vår förståelse om sambandet mellan åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Genom att förklara hur detta samband ser ut finns förutsättningar för att bättre diagnosticera och behandla åldersrelaterade sjukdomar. Den ökade förståelsen gör det också möjligt att föreslå lämpliga strategier för att få en friskare befolkning genom att identifiera relevanta metabolomen- och mikrobiomenmarkörerna och därmed fördröja uppkomsten av åldersrelaterade sjukdomar. Jag tycker inte att vi ska leva för alltid, men jag tycker att vi alla förtjänar en frisk ålderdom och det här projektet är ett avgörande steg för att vi ska nå dit.