微生物、医学与指导Microbes, medicine and mentorship

环球医讯 / 硒与微生态来源:fullcircle.asu.edu美国 - 英语2024-12-21 07:00:00 - 阅读时长7分钟 - 3017字
本文介绍了亚利桑那州立大学环境工程教授Rosa Krajmalnik-Brown如何将她的微生物研究应用于健康、生物学和环境工程领域,特别是在自闭症治疗方面的突破性进展。
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微生物、医学与指导

Rosa Krajmalnik-Brown 是亚利桑那州立大学可持续工程与建设环境学院的环境工程教授,同时也是该校生物设计中心通过微生物促进健康的主任。她将微生物组研究应用于多个领域,展现出非凡的学术灵活性。

Rosa Krajmalnik-Brown 是亚利桑那州立大学(ASU)弗洛伊德工程学院可持续工程与建设环境学院的一名教授,她在学术界堪称多面手。自开始从事环境工程工作以来,她将自己的专长扩展到了水处理、肠道-大脑相互作用、微生物组和营养等领域。

Krajmalnik-Brown 研究微生物与其环境之间的相互作用,即微生物组。她的研究深入探讨了环境与微生物组相互作用如何影响彼此。

作为科学家、工程师、教授和研究员,Krajmalnik-Brown 能够无缝适应各种角色。她在分子生态学方面的专长使她能够在利用微生物系统进行环境污染物清理(即生物修复)和人类肠道微生物生态及其与代谢和自闭症的关系之间自由转换。

目前,作为 ASU 生物设计中心通过微生物促进健康的主任,她负责多个项目。这比她近20年前作为充满热情的博士后加入 ASU 时有了巨大的飞跃。如今,作为一名知名教员,她已经成长为一名能够融合和转化任何领域的发明家。

“当我刚开始在 ASU 工作时,我记得我在想,‘这是一个只要能想象到就能实现的地方’,而 ASU 对我来说正是如此。”Krajmalnik-Brown 说,“我在 ASU 成长了很多,这对成为现在的我至关重要。”

适应任何环境的工程师

尽管 Krajmalnik-Brown 是一名环境工程师,但她表示,她的很多工作并不符合传统意义上的环境工程定义。

“我没有预料到我的职业生涯会走这样的轨迹。”她说,“我从未想过我的第一笔资助项目会是关于便秘的研究,但这一切都与生物修复有关。”

在墨西哥城的自治大都会大学攻读工业生物化学工程本科时,她受到了化学工程教授 Sergio Revah 的启发。

“这种情况经常发生,不是吗?”Krajmalnik-Brown 说,“你遇到的人可以改变你的轨迹。”

Revah 正在进行生物修复研究,这是一种利用微生物可持续地消耗和分解环境污染物的方法,通过使用微生物清洁工厂产生的气流。这项工作的转化影响激发了她追求环境工程硕士和博士学位的兴趣,探索如何利用微生物清洁受污染的地下水。

她的第一个专利来自她在攻读博士学位期间进行的研究:一个编码完成生物修复程序所需酶的基因。此后,美国最高法院废除了基因专利的能力。

“这是一次学习经历。”Krajmalnik-Brown 说,“我们申请了基因专利,但没有申请检测基因的方法,因此专利无效。不过,这次经历帮助我更好地理解了法律程序。”

科学家 + 工程师 = 发明家

当她作为博士后来到 ASU 时,Krajmalnik-Brown 发起了多项研究方向,希望其中一项能够获得关注。她有一个使用生物修复进行水处理的框架,但也看到了其他应用的潜力。就像选择正确的汽油来驱动汽车一样,人体肠道中正确的微生物平衡有助于身体从食物中提取能量和营养,以执行各种功能。

“我来自环境工程领域,我们使用微生物进行清洁和其他有益的事情——微生物是我们的朋友。”她说,“正确的微生物组合几乎可以增强任何环境。”

Krajmalnik-Brown 的职业生涯随后转向了人体肠道内的微生物环境及其对代谢、发育和慢性疾病的影响。将微生物组原理应用于肠道健康拓宽了她的机会,超出了传统环境工程的范畴。

随着职业生涯的发展和学科的融合,她注意到科学家和工程师之间的区别。

“在我的经验中,科学家的角色在于理解过程的工作原理和原因,回答‘这是什么,为什么这样做?’”她说,“而工程师则是探索某事物的用途和相互作用。例如,‘我们理解了这一点,现在如何使用它?’这些定义感觉有些局限。”

她的工作结合了发现和应用,不仅旨在理解问题的本质,还要解决它。

“我们希望理解事物是如何工作的,希望理解基本原理,但总有一个应用导向的原因。”她说,“我们不仅仅是理解或解决问题。我们希望将两者结合起来,产生深远的影响。”

结合探索性和解决方案导向的方法,她找到了自己的节奏,成为一名发明家。

微生物组中的绝配

她遇到了与她志同道合的合作伙伴——校长教授 James Adams,他是弗洛伊德工程学院物质、传输与能源工程学院的教员。虽然 Adams 教授材料科学与工程,但他将大部分研究转向了自闭症。Adams 怀疑肠道功能与自闭症之间存在联系,但缺乏方法和资源来验证这一理论。

“在我们的第一次合作项目中,我们只是比较了自闭症儿童和正常发育儿童的微生物组。”Krajmalnik-Brown 回忆道,“我说,‘我们能否换个角度提出这个问题?他们是否缺少有益的微生物?’结果正是如此。”

他们的研究表明,自闭症儿童缺少有益的微生物,这可能影响了他们的肠道代谢,进而影响身体的发育。

“了解微生物的缺失使得解决问题变得更加容易。他们需要友好地引入正确的微生物。”她说。

Adams 和 Krajmalnik-Brown 合作了12年多,在理解自闭症儿童的肠道微生物组方面取得了重大进展。

这对搭档设计、开发并申请了通过血液和尿液样本诊断自闭症儿童的方法专利。他们还开发了一种有前景的治疗方法,通过改善肠道健康来缓解胃肠道症状和一些自闭症相关症状。两人共同创立了 Gut-Brain-Axis Therapeutics Inc.,该公司已筹集超过600万美元的资金支持研究。

“我们在一起取得了重大进展,理解了自闭症儿童的肠道微生物组。”Adams 说,“我们开发了一种有望成为首个 FDA 批准的自闭症治疗方法。”

健康的肠道,美好的未来

Krajmalnik-Brown 致力于转化应用和跨学科合作,巩固了她作为高影响力发明家的地位。她说,她为在理解、诊断和治疗自闭症谱系障碍方面的工作感到自豪,并期待这项工作的发展。

Skysong Innovations(ASU 的知识产权管理公司)的执行董事兼首席专利顾问 Kyle Siegal 表示,Krajmalnik-Brown 是公司的常客,对技术转让流程非常熟悉。

“Rosa 已经在我们办公室提交的25项创新中被列为发明人,这些创新已获得了美国专利商标局和相应外国专利局授予的40多项专利。”Siegal 说,“她的研究有可能极大地改变自闭症患者及其家庭的生活。”

Matrix New World Engineering 的副总裁兼长期合作者 Laurie LaPat-Polasko 认为,Krajmalnik-Brown 超越了科学家、工程师或教授的传统定义。

“Rosa 展示了一个人如何从一个领域开始职业生涯并顺利过渡到另一个领域。”LaPat-Polasko 说,“她在环境工程和神经科学领域做出了重要贡献和发现。她指导了许多将继续传承这一重要研究的学生。”

作为 ASU 微生物组研究所的主任,她意识到文化、化学和好奇心对学术环境的影响。

“我努力创造一个让员工乐于工作的环境。”Krajmalnik-Brown 说,“我现在工作的一个重要部分是确保中心成为一个世界各地的人都愿意加入的地方,继续帮助初级教员和其他人成功。这不再是关于我个人的事。我现在的影响是通过其他人实现的。”


(全文结束)

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