Sumérjase en el futuro de la biología espacial en este segundo episodio de la serie de podcasts omg OMx de Bruker. En este episodio, Kate Stumpo habla con Ramon Sun, profesor asociado de bioquímica y biología molecular, sobre el tema de SpatialOMx, las futuras generaciones de investigadores y el papel de la espectrometría de masas en el futuro de la investigación en biología espacial. Lea los momentos destacados seleccionados del episodio o mire el episodio completo a continuación.
¿Puede contarnos sobre sus trayectorias académicas y cómo llegó a la Universidad de Florida?
He tenido la oportunidad de viajar extensamente alrededor del mundo. Crecí en Nueva Zelanda como ciudadano chino, completé mi Ph.D. en Australia, y luego vine a los Estados Unidos para realizar mi primer puesto posdoctoral en la Universidad de Stanford. Después de mudarme a Kentucky con mi esposa, obtuve mi primer puesto docente en la Universidad de Kentucky.
Una de las razones principales por las que me mudé a Florida fue la oportunidad de colaborar con algunos de mis colegas más cercanos y adquirir nuevos recursos para mi investigación. En particular, la Universidad de Florida ofreció comprarnos dos Instrumentos bruker timsTOF flexlo que me permitirá realizar más estudios de imagen.
Ramón Sol | Dios mío OMx Podcast | ep. 2
¿Podría dar más detalles sobre sus métodos para inspirar a sus estudiantes a desarrollar una apreciación por la ciencia? ¿Podría también hablar sobre sus empresas exitosas, el desarrollo de ensayos y metodologías científicas efectivas para áreas de enfermedades específicas?
Provengo de una larga línea de educadores, con cuatro generaciones de mi familia siendo profesores universitarios, incluido mi bisabuelo, un conocido filósofo y experto en escritura antigua. Encontré mi pasión en asesorar a mis posdoctorados y estudiantes graduados uno a uno.
Como investigador académico y mentor relativamente nuevo, mi enfoque difiere de aquellos que han estado en el campo por más tiempo. No trato de empujar a mis alumnos hacia la investigación académica específicamente, sino que los animo a establecer y trabajar para lograr sus propios objetivos, independientemente de sus futuras carreras profesionales.
En mi acercamiento a la ciencia, me emociono con todo y tengo la mente dispersa, pero hablo con mis alumnos casi todos los días y les explico por qué me emociono con ciertos datos o proyectos.
Mi entusiasmo es evidente en mi tono y acciones, y mis alumnos pueden sentir que estoy genuinamente comprometido con su éxito. Para mí, cada proyecto de investigación académica tiene una conexión con la fisiología y la enfermedad humanas.
Me aseguro de explicar a mis alumnos el impacto de su trabajo y la diferencia potencial que podría marcar en la vida de las personas.
Al principio de mi carrera, me di cuenta de que para comprometerme por completo con la investigación científica y ayudar a otros a largo plazo, necesitaba ser financieramente independiente de mi trabajo. Esto me llevó a comenzar a invertir en ciencia y finalmente se me ocurrió una idea para una aplicación no relacionada con la ciencia que pude vender, lo que me brindó estabilidad financiera a mí y a mi familia.
Con esta estabilidad, ahora puedo dedicar la mayor parte de mi tiempo a mi trabajo en el laboratorio, donde estoy desarrollando nuevos ensayos que creo que tendrán un impacto positivo en entornos clínicos.
Este trabajo es ahora una parte integral de mi flujo de trabajo de laboratorio y estoy entusiasmado con la posibilidad de comercializarlo en un ensayo de diagnóstico clínico que podría beneficiar a muchas personas.
¿Qué piensa sobre el papel de la espectrometría de masas en el crecimiento actual de la biología espacial?
Como defensor de biología espacial, particularmente la metabolómica espacial, creo firmemente en el potencial de esta tecnología para revolucionar el campo. Recientemente, un Naturaleza artículo destacó siete tecnologías clave para observar, y la metabolómica espacial se incluyó junto con el telescopio espacial para 2023.
Este es un testimonio del hecho de que esta tecnología no solo está ganando terreno, sino que también se considera una tecnología importante del futuro. Bruker es un innovador líder en el desarrollo de herramientas para la metabolómica espacial, lo que ha facilitado en gran medida la capacidad de los investigadores para utilizar esta tecnología en sus estudios.
La metabolómica espacial ya se ha mostrado prometedora al abordar cuestiones biológicas fundamentales, como un nuevo tipo de fibra muscular, como se vio en un estudio reciente. Documento de avances científicos.
Es emocionante pensar en cómo esta tecnología continuará arrojando luz sobre áreas que ni siquiera sabíamos que queríamos saber hace unos cinco o diez años. Creo que la espectrometría de masas es la última frontera en la revolución de la biología espacial, ya que nos permite comprender las funciones metabólicas de las proteínas, como la formación de metabolitos como ATP y lípidos.
Sin embargo, la clave para desbloquear el potencial de la metabolómica espacial es tener buenas metodologías computacionales que puedan dar sentido a la gran cantidad de datos generados por esta tecnología.
El timsTOF flex en acción en el laboratorio de Ramón. Crédito de la imagen: X
¿Cómo visualiza la integración de nuevas tecnologías y herramientas, particularmente IA, para ayudar a los investigadores a obtener resultados cruciales para tomar decisiones informadas sobre cuestiones biológicas?
Creo en el potencial de la software bruker y la API está limitada solo por la creatividad de uno. Los conjuntos de datos con los que trabajamos son hermosos y complejos, y brindan infinitas posibilidades de exploración.
Actualmente estoy colaborando con el Dr. Derek Allison en la Universidad de Kentucky, junto con varios otros médicos con quienes he establecido relaciones sólidas durante los últimos cinco años. Juntos, nuestro objetivo es aplicar IA y aprendizaje automático para ayudar a los patólogos a predecir regiones de patología digital utilizando hardware de metabolómica espacial.
En última instancia, esta tecnología podría impulsar significativamente el flujo de trabajo de los patólogos, aumentando la cantidad de diapositivas que revisan cada día de 10 a 20 hasta 100.
El resultado sería un tiempo de respuesta más rápido para los pacientes, lo cual es fundamental cuando se diagnostican formas raras de cáncer. En nuestra investigación, nos centramos en la coincidencia de anotaciones anatómicas y los mecanismos de reducción de alta dimensionalidad, así como en la implementación de flujos de trabajo de espectrometría de masas inmunohistoquímica multiplex para mejorar la identidad del linaje celular y dar sentido a lo que estamos viendo en la plataforma de biología espacial.
Si bien todavía estamos explorando y aprendiendo sobre la marcha, confío en el potencial de esta tecnología tanto para las clínicas como para los campos de investigación.
Además de las tecnologías destacadas en el Naturaleza artículo, ¿hay alguna otra herramienta que esté considerando para complementar sus técnicas analíticas y avanzar en la metabolómica espacial?
Nuestros esfuerzos de investigación se centran en en vivo Imágenes ómicas por resonancia magnética, particularmente en la investigación de cambios metabólicos en el cerebro. Un estudiante de posgrado trabajará en este proyecto y tenemos la suerte de contar con un experto altamente calificado en en vivo RMN y RM, que colabora con nosotros.
Planeamos usar agentes de contraste y marcadores isotópicos, incluida la glucosa deuterada, para medir el metabolismo cerebral a través de resonancia magnética. Nuestro objetivo final es traducir nuestro conocimiento de conjuntos de datos de imágenes múltiples o multiespaciales en pruebas de hipótesis en humanos.
Nuestro laboratorio tiene acceso a recursos de última generación, incluyendo Sistemas de RMN de Bruker y dos instrumentos de resonancia magnética humana. Estos recursos son cruciales para nuestra investigación, que se centra en encontrar objetivos en la resonancia magnética para estudiar la demencia y el cáncer.
Hemos llevado a cabo suficientes investigaciones preliminares y ahora hemos identificado objetivos potenciales que podemos usar para centrarnos durante nuestras exploraciones de resonancia magnética. Al utilizar marcadores y agentes de contraste, nuestro objetivo es identificar biomarcadores clínicos de diagnóstico para la progresión de estas enfermedades o encontrar formas de revertir sus fenotipos.
En general, creemos que la tecnología MRI o NMR es una excelente herramienta para combinar con Imágenes MALDI para acercarnos a un entorno más fisiológico, particularmente cuando estamos tratando de comprender los cambios metabólicos en el cerebro de los pacientes.
La Resonancia Magnética Nuclear es una poderosa herramienta para avanzar en la investigación de la metabolómica espacial. Crédito de la imagen: Bruker Life Sciences Spectrometry
¿Hay intelectuales o figuras notables en la comunidad científica que hayan influido en sus perspectivas sobre la ciencia y cómo la aborda?
Me resulta difícil nombrar a una sola persona que haya sido mi inspiración. Más bien, estoy motivado por las cualidades de los científicos exitosos que me han precedido. Aspiro a aprender e incorporar estas cualidades a mi trabajo.
Una de esas cualidades es la curiosidad, que me impulsa a realizar investigaciones científicas. Sin embargo, creo que la curiosidad por sí sola no es suficiente. Para tener éxito en el mundo científico en constante evolución, uno también debe estar dispuesto a correr riesgos y ser feroz. He observado que algunos científicos luchan por liberarse de las limitaciones de sus zonas de confort, lo que les impide perseguir su curiosidad.
Para superar esta barrera, aconsejo a mis alumnos que no tengan miedo y no se preocupen por las finanzas o el costo potencial de su investigación. Hago hincapié en la importancia de aprovechar al máximo la oportunidad de tener éxito y ayudar a las personas en lugar de perder el tiempo en ciencia mediocre que es segura de hacer.
Un ejemplo de mi disposición a correr riesgos fue mi decisión de comprar un instrumento de imágenes espaciales, aunque no tenía experiencia con él. Esta decisión se inspiró en un experimento piloto realizado por Richard Drake, con quien colaboro desde nuestro primer intercambio de correo electrónico.
Esta decisión no estuvo exenta de riesgos, ya que requirió una inversión significativa de mis fondos iniciales y no había garantía de que funcionara. Quedé hipnotizado por el potencial de la tecnología espacial después de ver el primer conjunto de datos y decidí seguir mi instinto y comprar la máquina.
Como resultado, he podido realizar una investigación exitosa sobre el mapeo de glucanos cerebrales y estoy agradecido por la oportunidad de haber corrido este riesgo.
Sobre el altavoz
Ramón Sun, Profesor Asociado de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Florida
La investigación actual de Ramón se enfoca en comprender los eventos moleculares que conectan los carbohidratos complejos con el metabolismo celular, la señalización y la fisiología, con un fuerte énfasis en la etiología de la enfermedad del cáncer de pulmón, el sarcoma de Ewing y la demencia. Los carbohidratos complejos, como el glucógeno, los glucolípidos y los glucanos ligados a N, desempeñan un papel fundamental en la energía celular, el plegamiento/actividad de las proteínas, las interacciones celulares y la integridad de la membrana celular. El principal objetivo de investigación de su laboratorio es dilucidar las vías de señalización que modulan el metabolismo de los carbohidratos complejos y cómo se conectan con la fisiología celular y del organismo en las enfermedades neoplásicas y del envejecimiento.
omg OMx host: Kate Stumpo, gerente sénior de mercado en Bruker
Acerca de la espectrometría de masas de Bruker Life Sciences
Descubra nuevas formas de aplicar la espectrometría de masas a los desafíos analíticos más apremiantes de la actualidad. Innovaciones como Movilidad de iones atrapados (TIMS)smartbeam y láseres de escaneo para MALDI-MS Imaging que brindan una verdadera fidelidad de píxeles y la tecnología eXtreme Resolution FTMS (XR) capaz de revelar firmas de estructura fina isotópica (IFS) están impulsando la exploración científica a nuevas alturas. de Bruker Las soluciones de espectrometría de masas permiten a los científicos realizar descubrimientos revolucionarios y obtener conocimientos más profundos.
