Modellera hur en mikrob kan skilja vän från fiende

Eric Libby och Laura Carroll i IceLab.

BildGABRIELLE BEANS

DDLS är en fantastisk miljö för människor som vill överbrygga klyftan mellan biologi och beräkningsvetenskap

– I det här projektet kombinerar vi områden som jag brukar arbeta med, utveckling av biologisk komplexitet, med tillvägagångssätt kopplade till min kollega Lauras expertis inom metagenomisk dataanalys och bioinformatisk metodutveckling", säger Eric Libby, universitetslektor på Institutionen för matematik och matematisk statistik vid Umeå universitet, och huvudhandledare för den blivande doktoranden.

SciLifeLab och Wallenbergs nationella program för datadriven life science, DDLS, syftar till att utbilda och rekrytera nästa generations forskare inom life science med en stark bas i beräknings- och datavetenskap. Den senaste utlysningen av DDLS PhD-projektförslag är en del av DDLS forskarskolainitiativ inom programmet vilket lanserades 2024. DDLS-doktorander kommer att ha tillgång till ett nätverk av andra studenter, sammankopplade genom deras gemensamma förankring inom datadriven life science och stora möjligheter för att utföra spetsforskning. DDLS fokuserar på fyra strategiska forskningsområden, och det tilldelade Umeåprojektet var ett av fyra godkända projekt i kategorin "Evolution och biologisk mångfald".

– Jag tycker att DDLS är en fantastisk miljö för människor som vill överbrygga klyftan mellan biologi och beräkningsvetenskap, och det känns fantastiskt att vårt projekt var så framgångsrikt i utlysningen!, säger Laura Carroll, universitetslektor på Institutionen för klinisk mikrobiologi och DDLS fellowinom det strategiska området infektionsepidemiologi och biologi och bidträdande handledare för den framtida doktoranden.

Detektera vän och fiende

Laura Carroll är främst intresserad av att utnyttja stora mikrobiella (meta)genomiska datamängder för att få insikt i interaktioner mellan mikrob och mikrob och mikrob-värd, medan Eric Libby också är intresserad av dessa interaktioner och utforskar dem med matematisk modellering. De fann en gemensam grund med det föreslagna projektet.

Teamet kommer att undersöka en enkel men grundläggande fråga inom mikrobiologi: hur kan en mikrob avgöra om andra mikrober i miljön är vänliga eller fientliga? Frågan är inte trivial. En mikrob kan inte "se sig" omkring och förstå sin miljö – den måste fatta beslut baserat på vad den kan detektera – de molekyler som tas upp eller spottas ut av organismerna runt omkring.

– Man kan tänka på det som ett kortspel. Du kan inte se händerna på de andra spelarna eller känna till deras avsikter, du kan bara se korten som spelas. Du måste bestämma vilket kort du ska spela själv baserat på de kort du observerar", förklarar Eric Libby.

Mer än bara grundforskning

Att reda ut denna fråga är av stor betydelse när det gäller att förstå grundläggande mikrobiell ekologi, men det kan ha konsekvenser utanför grundforskning, enligt Eric Libby:

– Om du vill skapa en välfungerande, samarbetsgrupp av mikrober, till exempel inom syntetisk biologi, eller inom våra egna mikrobiomer, då hjälper det att förstå hur mikroorganismer anpassar sina beteenden baserat på vad de kan upptäcka omkring dem.

Stark miljö för doktoranden

Förutom att fokusera på högkvalitativ forskning var en stark lokal forskningsmiljö också en viktig faktor i den senaste utlysningens resultat. Eric Libby och Laura Carroll är båda anslutna till Integrated Science Lab (IceLab), och Umeå Centre for Microbial Research (UCMR). Laura är också DDLS gellow och medlem i Laboratory for Molecular Infection Medicine Science (MIMS). Dessa är alla tvärvetenskapliga miljöer eller centra inom Umeå universitet som är mycket aktiva när det gäller forskning, utbildning och nätverksverksamhet för sina medlemmar.

– IceLab kommer att vara ett perfekt ”hem” för vår framtida doktorand – ett tvärvetenskapligt rum med många andra doktorander och postdoktorer som arbetar inom beräkningslivsvetenskap och kan erbjuda stöd och samarbeta, säger Laura Carroll.

Den akademiska utlysningen fick in totalt 227 ansökningar och bifallsgraden var bara 8 procent. Kommande rekrytering av doktorand är öppen för ansökan mellan 13 maj och 17 juni. Doktorander i DDLS-programmet förväntas börja i oktober 2024.