科罗拉多州立大学分享 1250 万美元的 NSF 奖项,建立新兴病毒研究所

科罗拉多州立大学的研究人员是美国国家科学基金会资助的 1250 万美元研究所的一部分,该研究所将推进围绕病毒出现的研究和教育——病毒从动物传播到人类的过程。

位于乔治城大学全球健康科学与安全中心的 Verena(病毒出现研究计划)生物学整合研究所将推进一项针对新兴传染病重要来源的跨学科研究议程。该合作还将培训处于他们所谓的“宿主病毒网络科学”的所有职业阶段的科学家,并提供数据流畅性方面的核心科学技能,从而培养下一代以病毒出现为重点的研究人员。

兽医和微生物学家 Anna Fagre 博士,科罗拉多州立大学微生物学、免疫学和病理学系附属教员;科罗拉多州立大学媒介传播传染病中心主任 Greg Ebel 教授是 Verena 研究所的高级研究人员,他们将获得约 130 万美元来开展他们的部分工作。兽医病毒学家 Susan VandeWoude 博士、大学特聘教授和新任命的兽医与生物医学学院院长将在该研究所的科学政策顾问委员会任职。

预测建模

Verena 计划于 2019 年在先前的 NSF 资助下启动,Fagre 于 2020 年春季加入了合作——正如 COVID-19 大流行正在加剧一样——同时完成了她的博士学位。在科罗拉多州立大学。Verena 研究所的首要主题是使用机器学习和人工智能等工具围绕病毒出现进行预测建模。

COVID-19 大流行突显了一个事实,即疾病出现的科学——预测下一次潜在的大流行——是非常不完整的。根据该研究所向 NSF 提出的建议,这部分源于数据限制:最多只描述了 1-3% 的哺乳动物病毒,并且研究了全球范围内小得多的病毒基因组。

Verena 计划的一个关键特征是一个名为 VIRION 的开放访问、不断扩展的数据库,其中包含超过 500,000 个脊椎动物-病毒关联的分子基础。该数据库和其他类似的数据库将帮助团队设计该领域的假设驱动实验。

蝙蝠可以作为虫媒病毒的宿主吗?

作为该研究所的高级研究员,Fagre 将领导一个整合项目,探索蝙蝠在蚊媒病毒传播和维持中的作用。

“我们正在研究几种不同的病毒系统,以及蝙蝠和蚊子之间的相互作用,以研究蝙蝠是否可以作为自然界虫媒病毒的宿主或扩增宿主,”Fagre 说。COVID-19 大流行增加了全球对蝙蝠的关注,蝙蝠携带许多医学上重要的病毒,包括冠状病毒。

Fagre 还将开发一个播客,探索病毒的科学主题和新发表的研究,重点突出在该领域领导重要研究的早期职业科学家的不同声音。

Ebel 是一名病毒学家,主要研究蚊子和蜱传疾病。他在 Verena 的角色将是监督模型引导的实验,这些实验揭示了蚊子与黄病毒的相容性,目的是加深对哪些蚊子物种最有可能推动病毒出现的认识。研究小组估计,今天,90% 的可能的蚊子病毒组合——例如埃及伊蚊中的登革热病毒——仍然未知。

Verena的首席研究员是Georgetown A助理研究员Colin Carlson 。来自俄克拉荷马大学、华盛顿州立大学和佛罗里达大学的其他联合研究员将领导该研究所与主题相关的工作流,包括:传播和生态动力学的出现;宿主和病毒组学以及兼容性规则;全球变化和新的宿主-病毒相互作用的出现。

气候变化如何影响病毒的出现?

Verena 团队还将扩大对气候变化如何影响病毒出现的理解;例如,天气事件或温度和湿度条件如何影响哺乳动物和节肢动物的种群动态及其免疫系统。

以团队使用的跨学科方法培训科学家也将成为整个项目的重要组成部分,前五年将培训 100 多名本科生和研究生。

Ebel 和 Fagre 都将帮助培养博士后研究人员和博士。将通过 Verena 助学金被带到 CSU 的学生。Ebel 说,该项目的教育方面对其寿命和成功至关重要。

“SARS-CoV-2 的问题不仅仅是一个病毒学问题,也不仅仅是一个公共卫生问题,”Ebel 说。“这也是一个生态系统问题,这与经济问题、我们如何使用土地等问题有关……所以我们需要做的是培训人们在这些尺度上思考和工作。”

乔治城大学的 Verena 首席研究员科林卡尔森说:“流行病之间的‘平静期’已经结束——从现在开始,我们正从 COVID-19 直接进入猴痘,进入下一场公共卫生危机。我们的目标是构建我们需要的数据和工具,以了解明天会发生什么——实际上,也许下次做好准备。”

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