Уілл Бейліс Член факультету Інститут діабету, ожиріння та метаболізму Дослідження діабету в Пенсільванії
Всі біологічні процеси функціонують в умовах біохімічних обмежень. Лабораторія Bailis має на меті зрозуміти, як метаболізм контролює стан імунних клітин шляхом встановлення біохімічного потенціалу клітин і тканин. Ми вирішили досягти цього шляхом використання скринінгової системи CRISPR/Cas9, сумісної з редагуванням генів, майже у кожній популяції первинних імунних клітин. Ця технологія дозволяє нам проводити зворотні генетичні скринінги з високою пропускною здатністю, як in vitro, так і in vivo, адопційні моделі передачі, та проводити опитування метаболізму на рівні мережі, щоб виявити біохімічні процеси, які вони регулюють. На даний момент наша робота зосереджена на двох основних напрямках:
1) Як просторова компартменталізація метаболізму регулює стан імунних клітин? Багатоклітинні еукаріоти розподіляють метаболічну інформацію на різних рівнях. Усередині клітин біохімічні реакції розділяються органелами, в яких вони відбуваються; усередині тканин метаболіти можна розділити між клітинами, що їх складають; всередині тварини; різні системи органів генерують і споживають різні метаболічні продукти, які розподіляються у всьому їх господарі. Ми прагнемо з'ясувати, як ця біохімічна розподіл використовується імунною системою для регулювання процесів, таких як клітинне перепрограмування під час активації імунних клітин, і як ці клітини відчувають і реагують на зміни в гомеостазі на тканинному рівні.
2) Як біохімічний стан контролює потенціал сигналізації імунних клітин? В контексті активації імунних клітин клітинний метаболізм часто розуміють як один із багатьох біологічних процесів, що регулюються за класичною передачею сигналу. З цього погляду зверху вниз метаболізм є пасивним учасником перепрограмування клітин, на який впливають сигнальні шляхи. Зараз існує велика кількість літератури, яка ілюструє, що метаболізм також може діяти знизу вгору для регулювання як сигнальних ефекторів, так і епігенетичних модифікацій гістонів, які контролюють експресію генів. Таким чином, біохімічний потенціал клітини має здатність налаштовувати як якість, так і кількість сигналізації, що виникає, а також те, як цей сигнал приймається в цільових генах в ядрі. Ми активно досліджуємо, як метаболізм впливає на посттрансляційні модифікації - більшість з яких походять від метаболітів та/або генеруються ферментами, які використовують метаболіти як кофактори - на білки-сигнали (такі як рецептори та фактори транскрипції) та гістони.