AI-driven Glykobiologi inom Hälsa och Sjukdom
- Diarienummer
- FFL24-0154
- Projektledare
- Bojar, Daniel
- Start- och slutdatum
- 250801-300731
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Göteborg University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Glykaner eller komplexa kolhydrater är den mest mångfaldiga molekylklassen i organismer. Deras förekomst förändras ofta under sjukdomar och reglerar funktionen många proteiner. På grund av denna mångfald/komplexitet saknas dock datadrivna metoder för att analysera glykanrelaterade data och förstå/förutsäga glykanfunktion, vilket hindrar användningen av glykaner i bioteknologiska, diagnostiska och terapeutiska tillämpningar. Detta projekt kommer att ge upphov till AI-driven glykobiologi som en grund för att utnyttja glykanernas prediktiva och funktionella potential. Vi kommer att visa detta med konkreta framsteg i grundläggande & translationella tillämpningar. Detta kommer att uppnås genom följande mål: 1) Upptäcka glykanbiomarkörer med AI-driven strukturell glykomik 2) Utnyttja det anti-patogena potentialen hos nya mjölk glykaner 3) AI-baserade designerlektiner som diagnostik och terapeutik Genom högupplöst/höggenomströmning glykomik, avancerad datavetenskap och AI, cytokinanalyser, kemoproteomik och proteindesign, kommer vi att leverera i) nya metoder för glykananalys, ii) glykanbiomarkör från minimalt invasiva prover som saliv, iii) funktionella glykaner från bröstmjölk, iv) de novo lektiner med önskad bindningsspecifikitet som reagenser och terapeutika. Sammantaget kommer detta projekt att tillhandahålla det teoretiska & praktiska ramverket för att introducera AI-driven glykobiologi och demonstrera dess nytta för att upptäcka ny kunskap och biomedicinska metoder.
Populärvetenskaplig beskrivning
Glykaner, även kända som komplexa kolhydrater, är komponenter i varje levande organism och spelar viktiga roller i många biologiska processer. Föreställ dig dem som intrikata sockerstrukturer som kan förändras avsevärt under sjukdomar som cancer, vilket påverkar hur celler beter sig och kommunicerar. På grund av deras komplexa natur har forskare haft svårt att fullständigt förstå och använda dem i medicinska tillämpningar. Detta projekt syftar till att revolutionera hur vi studerar och använder glykaner genom kraften från artificiell intelligens (AI). Genom att kombinera avancerade AI-tekniker med banbrytande biologisk forskning, strävar vi efter att avslöja glykanernas hemligheter och utnyttja deras potential för att diagnostisera och behandla sjukdomar mer effektivt. Våra mål är tredelade: Identifiera sjukdomsmarkörer: Vi utvecklar AI-verktyg för att upptäcka specifika glykanstrukturer som framträder när sjukdomar börjar. Detta kan leda till tidigare och mer exakta diagnoser, eftersom dessa markörer kan upptäckas innan traditionella symtom visar sig. Bekämpa patogener: Vi utforskar de naturliga egenskaperna hos glykaner som finns i bröstmjölk och som hjälper till att skydda spädbarn från infektioner. Genom att förstå dessa egenskaper skulle vi kunna utveckla nya sätt att stärka immunförsvaret och bekämpa patogener. Skapa anpassade terapier: Vi använder AI för att designa speciella proteiner som kan rikta sig mot skadliga glykaner. Dessa designerproteiner kan användas som precisionsbehandlingar och erbjuda mer effektiva behandlingsalternativ från ett nytt perspektiv. Genom en kombination av högteknologisk glykananalys och innovativa experiment kommer denna forskning att utveckla nya metoder och verktyg som kan omvandla hur vi diagnostiserar och behandlar sjukdomar. Våra fynd kan också leda till skapandet av nya biotekniska produkter och terapier, förbättra hälsoutfall och bidra till medicinska framsteg. Sammanfattningsvis syftar detta projekt inte bara till att fördjupa vår förståelse för glykaner utan också att skapa praktiska tillämpningar som kan göra verklig skillnad inom hälsovården. Genom att överbrygga klyftan mellan komplex glykobiologi och praktisk medicinsk användning banar vi väg för framtida genombrott som kan förbättra livet för människor runt om i världen. Detta initiativ exemplifierar potentialen att kombinera olika vetenskapliga discipliner för att ta itu med några av de mest akuta utmaningarna inom medicinen idag.