Войти
| Лерой Худ | |
|---|---|
 Лерой Худ, в 2011 году. | |
| Родился | (10-10-1938)) 10 октября 1938 г. (возраст 82 года). Миссула, Монтана |
| Гражданство | США |
| Alma mater | Университет Джона Хопкинса. Калифорнийский технологический институт |
| Известен благодаря | Научным инструментам для секвенирования и синтеза ДНК, Системной биологии, медицине P4 |
| Супруг (-и) | Валери Логан |
| Награды | Киотская премия (2002). Премия Лемельсона – Массачусетского технологического института (2003). Премия Хайнца в области технологий, экономики и занятости (2006). Pittcon Heritage Award (2009). Премия Кистлера (2010). Национальная медаль науки (2011). Медаль IEEE за инновации в области технологий здравоохранения (2014) |
| Научная карьера | |
| Области | биотехнология, геномика |
| Учреждения | Институт системной биологии, Калтех, Вашингтонский университет |
| Диссертация | Иммуноглобу lins: Структура, генетика и эволюция (1968) |
| Докторант | Уильям Дж. Дрейер |
| Докторанты | Трей Идекер, Марк М. Дэвис |
| Веб-сайт | hood-price.systemsbiology.org / bio / leroy-hood-md-phd / |
Лерой «Ли» Эдвард Худ (родился 10 октября, г. 1938) - американский биолог, работавший на факультетах Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) и Вашингтонского университета. Худ разработал новаторские научные инструменты, которые сделали возможным значительный прогресс в биологических и медицинских науках. К ним относятся первый газофазный белковый секвенатор (1982) для определения аминокислот, составляющих данный белок; синтезатор ДНК (1983) для синтеза коротких участков ДНК; синтезатор пептидов (1984) для объединения аминокислот в более длинные пептиды и короткие белки; первый автоматический секвенатор ДНК (1986) для определения порядка нуклеотидов в ДНК; Технология струйных олигонуклеотидов для синтеза ДНК и технология наноструков для анализа отдельных молекул ДНК и РНК.
Секвенатор белков, синтезатор ДНК, синтезатор пептидов и секвенатор ДНК были коммерциализированы через Applied Biosystems, Inc., а струйная технология продавалась через Agilent Technologies. Автоматический секвенатор ДНК был технологией, способствующей реализации проекта «Геном человека». Пептидный синтезатор был использован в синтезе протеазы ВИЧ Стивеном Кентом и другими, а также при разработке ингибитора протеазы для AIDS лечение.
Худ основал первый факультет междисциплинарной биологии, факультет молекулярной биотехнологии (МБТ), в Вашингтонском университете в 1992 году и стал соучредителем Института системной биологии в 2000 году. Худу приписывают введение термина «системную биологию », и он выступает за «медицину P4», медицину, которая является «предсказательной, персонализированной, профилактической и коллективной». Scientific American включил его в число 10 самых влиятельных людей в области биотехнологии в 2015 году.
| Внешнее видео | |
|---|---|
 Лерой Худ: будущее медицины, TedX Rainier | |
| Профили инноваций: Ли Худ в Северо-Восточном университете | |
| Медаль за инновации в технологиях здравоохранения, 2014 г., IEEE.tv |
Лерой Худ родился 10 октября 1938 года в Миссуле, Монтана в семье Томаса Эдварда Гуда и Миртл Эвилан Уодсворт. и вырос в Шелби. Его отец был инженером-электриком, а его мать имела степень по домоводству. Худ был одним из четырех детей, включая сестру и двух братьев, включая брата с синдромом Дауна. Один из его дедов был владельцем ранчо и руководил летним геологическим лагерем для студентов университета, который Худ посещал в старшей школе. Худ преуспел в математике и естественных науках, став одним из сорока студентов в стране, выигравших Westinghouse Science Talent Search.
Худ получил высшее образование в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт), среди его профессоров были такие известные люди, как Ричард Фейнман и Линус Полинг. Худ получил MD в Медицинской школе Джонса Хопкинса в 1964 году и докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте в 1968 году, где он работал с Уильямом Дж. • Дрейер о разнообразии антител. Дрейеру приписывают то, что он дал Худу два важных совета: «Если вы хотите заниматься биологией, делайте это на передовой, и если вы хотите быть на переднем крае, изобретайте новые инструменты для расшифровки биологической информации».
Худ в 1986 году В 1967 году Худ присоединился к Национальным институтам здоровья (NIH), чтобы работать в отделении иммунологии Национального института рака в качестве старший исследователь.
В 1970 году он вернулся в Калифорнийский технологический институт в качестве доцента. Он был повышен до адъюнкт-профессора в 1973 году, полного профессора в 1975 году и был назначен профессором биологии Боулза в 1977 году. Он занимал пост председателя отделения биологии с 1980-1989 и директор Специального онкологического центра Калифорнийского технологического института в 1981 году.
Худ был лидером и сторонником междисциплинарных исследований в области химии и биологии. В 1989 году он ушел с поста председателя Отделения биологии, чтобы создать и стать директором недавно финансируемого NSF Научно-технологического центра в Калтехе. Центр NSF по разработке комплексной биотехнологии белков и нуклеиновых кислот стал одним из центров исследования Института Бекмана в Калифорнийском технологическом институте в 1989 году. К этому времени лаборатория Гуда включала более 100 исследователей, что значительно большая группа, чем обычно в Калтехе. Относительно небольшая школа, Калифорнийский технологический институт не очень подходила для создания типа крупной междисциплинарной исследовательской организации, которую искал Худ.
В октябре 1991 года Худ объявил, что переедет в Вашингтонский университет в Сиэтле, основать и руководить первым междисциплинарным биологическим факультетом, Департаментом молекулярной биотехнологии (MBT) в Вашингтонском университете Медицинской школы. Новое отделение было профинансировано за счет подарка в размере 12 миллионов долларов от Билла Гейтса, который разделял интерес Гуда к объединению биологических исследований и компьютерных технологий и их применению в медицинских исследованиях. Худ и другие ученые из центра NSF Калифорнийского технологического института переехали в Вашингтонский университет в 1992-1994 годах, где они получили новую поддержку от NSF в качестве Центра молекулярной биотехнологии. (Позже, в 2001 году, Департамент молекулярной биотехнологии и департамент генетики в UW реорганизовались в Департамент геномных наук.)
В 2000 году Худ оставил свой пост в Вашингтонском университете, чтобы стать соучредителем и президент некоммерческого института системной биологии (ISB), возможно, первой независимой организации системной биологии. Его соучредителями были химик-протеин Руэди Эберсолд и иммунолог Алан Адерем. Худ по-прежнему является аффилированным профессором Вашингтонского университета в области компьютерных наук, биоинженерии и иммунологии. В апреле 2017 года ISB объявил, что с января 2018 года Худа сменит на посту президента ISB Джеймс Хит, продолжая возглавлять свою исследовательскую группу в ISB и входя в совет директоров ISB.
Худ считает, что сочетание больших данных и системной биологии может произвести революцию в здравоохранении и создать проактивный медицинский подход, направленный на максимальное улучшение благополучия человека. Он ввел термин «лекарство P4» в 2003 году. В 2010 году ISB в партнерстве с Векснерским медицинским центром университета штата Огайо в Колумбусе, штат Огайо, основал некоммерческий институт медицины P4 (P4MI). Его цель заключалась в том, чтобы «возглавить преобразование здравоохранения из реактивной системы в систему, которая прогнозирует и предотвращает заболевания, адаптирует диагностику и терапию к индивидуальному потребителю и вовлекает пациентов в активное стремление к количественному пониманию благополучия, т.е. является прогностическим, профилактическим, персонализированным и совместным (P4) ». В 2012 году Медицинский институт P4 заключил соглашение со своим первым партнером в области общественного здравоохранения PeaceHealth. PeaceHealth - это некоммерческая католическая система здравоохранения, работающая в различных населенных пунктах Аляски, Вашингтона и Орегона. В 2016 году ISB присоединился к Providence Health Services, и Худ стал старшим вице-президентом Providence St. Joseph Health и ее главным научным сотрудником.
Худ опубликовал более 700 научных публикаций. рецензировал статьи, получил 36 патентов и был соавтором учебников по биохимии, иммунологии, молекулярной биологии и генетике. Кроме того, он вместе с Дэниелом Дж. Кевлесом стал соавтором популярной книги о секвенировании генома человека.
Он сыграл важную роль в основании 15 биотехнологических компаний, включая Amgen, Applied Biosystems, Systemix, Darwin, Rosetta Inpharmatics, Integrated Diagnostics и Accelerator Corporation. В 2015 году он стал соучредителем стартапа под названием Arivale, предлагающего услугу «научного оздоровления» на основе подписки, которая была закрыта в 2019 году. Высоко оценивая качество предложения, отраслевые комментаторы объяснили закрытие Arivale неспособностью привлечь достаточное количество клиентов. пожизненная ценность для получения прибыли от предоставления услуги, предполагая, что недостаточное количество клиентов придерживалось основанного на данных, персонализированного диетического и образа жизни, коучинга достаточно долго, по такой цене, которая могла бы сделать бизнес-модель работа.
В Калтехе Худ и его коллеги создали технологическую основу для изучения геномики и протеомика путем разработки пяти новаторских инструментов - секвенатора белков (1982 г.), синтезатора ДНК (1983 г.), синтезатора пептидов (1984 г.), автоматического секвенатора ДНК (1986 г.), а затем и струйный синтезатор ДНК. Инструменты Худа включают концепции сбора данных с высокой пропускной способностью за счет автоматизации и распараллеливания. Применительно к изучению химии белков и ДНК эти идеи были необходимы для быстрого расшифровки биологической информации.
Худ был сильно заинтересован в коммерческой разработке, активной регистрации патентов и поиске частного финансирования. Applied Biosystems, Inc. (первоначально называвшаяся GeneCo.) Была основана в 1981 году в Фостер-Сити, штат Калифорния, с целью коммерциализации инструментов, разработанных Худом, Хункапиллером, Карутерсом и другими. Компанию поддерживал венчурный капиталист, который нанял Сэма Элетра и Андре Мариона в качестве президента и вице-президента новой компании. Компания поставила первый газофазный белковый секвенатор, модель 4790A, в августе 1982 года. Синтезатор ДНК 380 был коммерциализирован в 1983 году, синтезатор пептидов 430A - в 1984 году, а система секвенирования ДНК 370A - в 1986 году.
Эти новые инструменты оказали большое влияние на новые области протеомики и геномики. Секвенатор белков газожидкостной фазы был разработан Майклом В. Ханкапиллером, тогда научным сотрудником Калифорнийского технологического института. В приборе используется химический процесс, известный как деградация Эдмана, разработанный Пером Эдманом. Дизайн Эдмана и Бегга 1967 года включает помещение образца белка или пептида во вращающуюся чашку в камере с регулируемой температурой. Добавляются реагенты для расщепления белка по одной аминокислоте за раз, а затем растворители, чтобы обеспечить экстракцию реагентов и побочных продуктов. Выполняется серия циклов анализа для идентификации последовательности, один цикл для каждой аминокислоты, и время цикла было большим. Худ и Хункапиллер внесли ряд изменений, которые позволили автоматизировать этапы анализа, повысить эффективность и сократить время цикла. За счет применения реагентов в газовой фазе вместо жидкой фазы удерживание образца во время анализа и чувствительность прибора были увеличены. Полибрен использовался в качестве покрытия субстрата для лучшего закрепления белков и пептидов, улучшена очистка реагентов. ВЭЖХ методы анализа использовались для сокращения времени анализа и расширения диапазона применимых методов. Количество белка, необходимого для анализа, уменьшилось с 10-100 наномолей для секвенатора белков Эдмана и Бегга до низкого диапазона пикомолей, что является революционным увеличением чувствительности технологии. Новый секвенсор предлагал значительные преимущества в скорости и размере выборки по сравнению с коммерческими секвенсорами того времени, самые популярные из которых были созданы Beckman Instruments. Получив коммерческое использование как секвенатор белков модели 470A, он позволил ученым определять частичные аминокислотные последовательности белков, которые ранее не были доступны, характеризовать новые белки и лучше понимать их активность, функции и эффекты в терапевтических целях. Эти открытия имели важные последствия для биологии, медицины и фармакологии.
Первый автоматический синтезатор ДНК явился результатом сотрудничества с Марвином Х. Карутерсом из Университета Колорадо в Боулдере и был основан на работе Карутерса, разъясняющей химический состав фосфорамидит синтез олигонуклеотидов. Штатный научный сотрудник Калифорнийского технологического института Сюзанна Дж. Хорват работала с Худом и Хункапиллером, чтобы изучить методы Карутерса, чтобы разработать прототип, который автоматизирует повторяющиеся шаги, используемые в методе Карутерса для синтеза ДНК. Полученный прототип был способен формировать короткие фрагменты ДНК, называемые олигонуклеотидами, которые можно было использовать для картирования ДНК и идентификации генов. Первый коммерческий синтезатор фосфорамидитной ДНК был разработан на основе этого прототипа компанией Applied Biosystems, которая установила первую модель 380A в лаборатории Карутерса в Университете Колорадо в декабре 1982 года, прежде чем начать официальные коммерческие поставки нового инструмента. Произведя революцию в области молекулярной биологии, синтезатор ДНК позволил биологам синтезировать фрагменты ДНК для клонирования и других генетических манипуляций. Молекулярные биологи смогли создать ДНК-зонды и праймеры для использования в секвенировании и картировании ДНК, клонировании генов и синтезе генов. Синтезатор ДНК сыграл решающую роль в идентификации многих важных генов и в разработке полимеразной цепной реакции (ПЦР), критического метода, используемого для амплификации сегментов ДНК миллиона -fold.
Автоматический синтезатор пептидов, иногда называемый синтезатором белков, был разработан Худом и Стивеном Б.Х. Кентом, старшим научным сотрудником Caltech с 1983 по 1989 год. Синтезатор собирает длинные пептиды и короткие белки из аминокислотных субъединиц в количествах, достаточных для последующего анализа их структуры и функции. Это привело к ряду значительных результатов, включая синтез протеазы ВИЧ-1 в сотрудничестве между Kent и Merck и анализ ее кристаллической структуры. На основании этого исследования компания Merck разработала важный антипротеазный препарат для лечения СПИДа. Кент провел ряд важных исследований синтеза и структурно-функциональных исследований в лаборатории Худа в Калифорнийском технологическом институте.
Среди заметных изобретений лаборатории Худа был автоматизированный секвенатор ДНК. Это сделало возможным высокоскоростное секвенирование структуры ДНК, в том числе генома человека. Он автоматизировал многие задачи, которые ранее исследователи выполняли вручную. Исследователи Джейн З. Сандерс и Ллойд М. Смит разработали способ цветового кодирования основных нуклеотидных единиц ДНК с помощью флуоресцентных меток, зеленым для аденина (A), желто-зеленый для гуанина (G), оранжевый для цитозина (C) и красный для тимина (T). Четыре разноокрашенных флуорофора, каждый из которых специфичен для реакции с одним из оснований, ковалентно присоединены к олигонуклеотидному праймеру для ферментативного анализа последовательности ДНК. Во время анализа фрагменты проходят вниз через гелевую трубку, причем самые маленькие и легкие фрагменты проходят через гелевую трубку первыми. Лазерный свет, проходящий через колесо фильтров, вызывает флуоресценцию оснований. Получающиеся флуоресцентные цвета регистрируются фотоумножителем и записываются компьютером. Первым фрагментом ДНК, который необходимо секвенировать, был обычный вектор клонирования, M13.
Секвенатор ДНК был критически важной технологией для Human Genome Project. Худ был вовлечен в Проект «Геном человека» с его первой встречи, состоявшейся в Калифорнийском университете, Санта-Круз в 1985 году. Худ стал горячим сторонником проекта «Геном человека» и его потенциала. Худ руководил процессом секвенирования в Центре генома человека частей человеческих хромосом 14 и 15.
. В Вашингтонском университете в 1990-х годах Худ, Алан Бланчард и другие разработали технологию струйного синтеза ДНК для создания ДНК-микрочипы. К 2004 году их струйный синтезатор ДНК поддержал высокопроизводительную идентификацию и количественное определение нуклеиновых кислот за счет создания одного из первых чипов массива ДНК с уровнями экспрессии, насчитывающими десятки тысяч генов. Матричный анализ стал стандартной техникой для молекулярных биологов, которые хотят контролировать экспрессию генов. Технология струйных принтеров ДНК оказала значительное влияние на геномику, биологию и медицину.
Худ также сделал генеративные открытия в области молекулярной иммунологии. Его исследования аминокислотных последовательностей иммуноглобулинов (также известных как антитела) помогли разжечь дебаты 1970-х годов относительно генерации иммунного разнообразия и подтвердили гипотезу, выдвинутую Уильямом Дж. Дрейером что цепи иммуноглобулина (антител) кодируются двумя отдельными генами (константным и вариабельным генами). Он (и другие) провели новаторские исследования структуры и разнообразия генов антител. Это исследование привело к проверке гипотезы «два гена, один полипептид» и пониманию механизмов, ответственных за диверсификацию вариабельных генов иммуноглобулинов. В 1987 году Худ получил премию Ласкера за эти исследования.
Кроме того, Худ был одним из первых, кто изучал на уровне генов семейство генов MHC (главный комплекс гистосовместимости) и семейства генов Т-клеточных рецепторов как а также был одним из первых, кто продемонстрировал, что сплайсинг альтернативной РНК был фундаментальным механизмом для создания альтернативных форм антител. Он показал, что сплайсинг РНК является механизмом для создания связанных с мембраной и секретируемых форм антител.
В нейробиологии Худ и его коллеги были первыми, кто клонировал и изучал ген основного белка миелина (MBP). MBP является центральным компонентом оболочки, которая окружает и защищает нейроны. Худ продемонстрировал, что состояние, называемое «мышь с дрожью», возникло из-за дефекта в гене MBP. Исследовательская группа Худа исправила неврологический дефект у мышей (дефект дрожи) путем переноса нормального гена MBP в оплодотворенное яйцо мышей, у которых есть дрожь. Эти открытия привели к обширным исследованиям MBP и его биологии.
Начиная с 1990-х годов, Худ больше сосредоточился на междисциплинарной биологии и системной биологии. Он основал в 1992 году первый факультет междисциплинарной биологии, факультет молекулярной биотехнологии в Вашингтонском университете. В 2000 году он стал соучредителем Института системной биологии (ISB) в Сиэтле, штат Вашингтон, чтобы разработать стратегии и технологии для системных подходов к биологии и медицине.
Худ выступил пионером системная биология концепция рассмотрения человеческой биологии как «сети сетей». В этой модели для понимания того, как функционируют системы, требуется знание: (1) компонентов каждой сети (включая генетические, молекулярные, клеточные и органные сети), (2) того, как эти сети взаимодействуют между собой и внутри, (3) как сети изменяются со временем и претерпевают возмущения, и (4) как в этих сетях достигается функция. В ISB под руководством Худа геномные, транскриптомные, метаболомные и протеомные технологии используются для понимания «сети сетей» и сосредоточены на различных биологических системах (например, дрожжах, мышах и людях).
Худ применяет принцип понятие системной биологии для изучения медицины, особенно рака и нейродегенеративных заболеваний. Его исследовательская статья о системном подходе к прионным заболеваниям в 2009 году была одной из первых, в которых подробно исследовалось использование системной биологии для исследования динамических сетевых изменений в моделях болезней. Эти исследования являются первыми, объясняющими динамику нарушенных патологией сетей, и они были расширены, чтобы включить лобную височную деменцию и болезнь Хантингтона. Худ также изучает глиобластому у мышей и людей с системной точки зрения.
Худ защищает несколько практик в растущей области системной медицины, включая: (1) использование секвенирования семейного генома, интеграция генетики и геномики, для выявления генетических вариантов, связанных со здоровьем и болезнями (2) Использование целевой протеомики и биомаркеров как окна в здоровье и болезнь. Он первым открыл панели биомаркеров для рака легких и синдрома посттравматического стресса. (3) Использование системной биологии для разделения болезни на различные подтипы, что позволяет проводить более эффективное лечение. (4) Использование системных стратегий для выявления новых типов лекарств-мишеней для облегчения и ускорения процесса открытия лекарств.
С 2002 года Худ постепенно расширял свое видение будущего медицина: прежде всего с упором на прогностическую и профилактическую медицину; затем прогнозирующая, профилактическая и персонализированная (3P) медицина; и, наконец, прогнозирующая, профилактическая, персонализированная и коллективная, также известная как P4 Medicine. Худ утверждает, что P4 Medicine представляет собой конвергенцию системной медицины, больших данных, здравоохранения и социальных сетей, ориентированных на пациентов (потребителей).
Худ предполагает, что к середине 2020-х годов каждый человек будет окружен виртуальным облаком из миллиардов точек данных и будет иметь вычислительные инструменты для анализа этих данных и разработки простых подходов к оптимизации здоровья и минимизации заболеваний для каждого человека. Согласно этой точке зрения, потребность пациента в более качественном медицинском обслуживании станет реальной движущей силой принятия P4 Medicine медицинским сообществом. Примером этой движущей силы является движение, известное как количественно определенное Я, которое использует цифровые устройства для контроля собственных параметров, таких как вес, активность, сон, диета и т. Д. По его мнению, P4 Medicine преобразит Практика медицины в течение следующего десятилетия, переходя от в значительной степени реактивного подхода к лечению болезней к упреждающему подходу P4, который является прогнозирующим, профилактическим, персонализированным и совместным.
В 2010 году Худ стал соучредителем P4 Medicine институт (P4Mi) для развития прогнозирующей, превентивной, персонализированной и совместной (P4) медицины. Он утверждает, что P4 Medicine улучшит здравоохранение, снизит его стоимость и будет способствовать инновациям.
Лерой Худ, обладатель премии Pittcon Heritage Award 2008 
Доктор. Ли Худ, получивший Национальную медаль науки от президента Обамы Лерой Худ является членом Национальной академии наук (NAS, 1982), Национальной инженерной академии (2007), и Национальная медицинская академия (бывший Институт медицины, 2003 г.). Он один из 15 ученых, когда-либо избранных во все три национальные академии. Он также является членом Американской академии искусств и наук (1982), членом Американского философского общества (2000), членом Американского общества Микробиология и научный сотрудник Национальной академии изобретателей (2012). Он получил 17 почетных степеней от институтов, включая Джонса Хопкинса и Йельский университет.
. В 1987 году Худ разделил Премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования с Филипом Ледером и Сусуму Тонегава за изучение механизма иммунного разнообразия. Впоследствии он был награжден премией Диксона в 1988 году. В 1987 году Худ также получил премию «Золотая пластина» Американской академии достижений.
Он выиграл 2002 приз Киото за передовые технологии для разработки автоматизированных технологий анализа белков и генов; премия Лемельсона-Массачусетского технологического института за инновации и изобретения 2003 года за изобретение «четырех инструментов, которые открыли большую часть тайны человеческой биологии», помогая расшифровать геном ; награда «Биотехнологическое наследие» 2004 г. ; награда Heinz Award в области технологий, экономики и занятости 2006 г. за достижения в области биомедицины на генетическом уровне; включение в 2007 году в Зал славы изобретателей автоматического секвенатора ДНК; награда Pittcon Heritage Award 2008 г. за помощь в преобразовании биотехнологической отрасли; и премия Кистлера 2010 года за вклад в генетику, позволивший расширить знания о геноме человека и его связи с обществом. Лерой Худ получил в 2011 г. Приз Фрица Дж. И Долорес Х. Русс «за автоматизацию секвенирования ДНК, которая произвела революцию в биомедицине и судебной медицине»; Национальная медаль науки 2011 года, врученная президентом Обамой на церемонии в Белом доме в начале 2013 года; Медаль IEEE за инновации в технологиях здравоохранения в 2014 г. и Почетную медаль острова Эллис в 2016 г.. В 2017 году он получил Премию NAS за «Химия на службе общества».
