得克萨斯农工大学生物化学学生获全国性研究荣誉Texas A&M biochemistry student earns prestigious national research honor - AgriLife Today

环球医讯 / AI与医疗健康来源:agrilifetoday.tamu.edu美国 - 英语2026-05-11 02:51:54 - 阅读时长4分钟 - 1706字
得克萨斯农工大学生物化学与生物物理学系2027届本科生迪米特里斯·卡拉法蒂斯荣获2026年巴里·戈德华特学者称号,表彰其开发计算程序绘制人体内蛋白质与金属相互作用的开创性研究。该研究有望为罕见疾病发现新药物靶点并开发更可及的疗法,卡拉法蒂斯利用人工智能技术填补了AlphaFold等工具无法预测蛋白质相互作用的空白,其成果将推动药物研发领域发展,同时体现了跨学科研究在解决人类健康问题中的关键作用,为全球科学医学普及开辟了新途径。
罕见疾病药物靶点疗法线粒体功能障碍门克斯病药物发现新药开发蛋白质-金属相互作用医学博士项目
得克萨斯农工大学生物化学学生获全国性研究荣誉

迪米特里斯·卡拉法蒂斯(Dimitris Kalafatis)2027届是得克萨斯农工大学农业与生命科学学院生物化学与生物物理学系的本科生,已被评为2026年巴里·戈德华特学者。该奖项是全美最具声望的本科生研究荣誉之一。

卡拉法蒂斯因开发计算程序绘制人体内蛋白质相互作用及与金属结合方式而获此殊荣,这项研究有望为罕见疾病提供新的药物靶点和更易获取的疗法。

该奖学金每年从全美5000多名提名者中选出不到450名学生,提供最高7500美元的学费、杂费、书籍和食宿补助。

戈德华特奖学金由国会1986年设立,以纪念美国参议员巴里·戈德华特,是自然科学、数学和工程领域本科生研究人员的最高奖项。往届获奖者后来获得了罗德学者奖学金、丘吉尔学者奖学金和美国国家科学基金会研究生研究奖学金等著名荣誉。

[图片说明]迪米特里斯·卡拉法蒂斯2027届因研究人体内蛋白质相互作用及与金属结合获2026年巴里·戈德华特学者称号。(迈克尔·米勒/得克萨斯农工大学农业生命)

数学之爱引领尖端生物化学研究

来自凯蒂市的大三学生卡拉法蒂斯被得克萨斯农工大学强大的生物化学项目及世界一流的科研设施所吸引。

他最初计划走医学预科道路,但在加入导师——生物化学与生物物理学系教授兼校长EDGES研究员维沙尔·戈希尔博士(Vishal Gohil, Ph.D.)的实验室后,他很快转变了方向,被一个令他念念不忘的蛋白质功能问题所吸引。

"我找到了一个非常酷且高度数学化的项目,这两点都是我热爱的,"他说,"我决定这正是我想从事的事业。"

卡拉法蒂斯在戈希尔实验室的工作聚焦于理解人体最小机器——蛋白质——如何维持细胞生存和功能。该实验室专门研究线粒体(细胞的能量工厂)中蛋白质如何协作产生生物能量。线粒体包含约1000种蛋白质,科学家尚未完全了解其中许多蛋白质的功能。这些知识空白阻碍了对线粒体功能障碍导致疾病的认知。

卡拉法蒂斯将蛋白质视为细胞内的工人,每个都有特定工作。但大多数无法独立完成任务。许多蛋白质相互作用,有些需要铜或锌等金属(与营养成分标签上的矿物质相同)才能正常运作。缺乏这些金属会导致细胞层面出现问题,有时引发严重疾病。

构建机器学习程序推进药物发现

预测蛋白质如何相互作用及与金属结合使卡拉法蒂斯获得戈德华特学者荣誉。虽然谷歌DeepMind的AlphaFold(获诺贝尔奖认可)等工具可预测蛋白质折叠成三维结构,但它们无法准确预测新的蛋白质-蛋白质或蛋白质-金属相互作用。

在戈希尔实验室,卡拉法蒂斯与高年级研究生阿比纳夫·斯瓦米纳坦(Abhinav Swaminathan)合作,开发了填补这一空白的计算程序——一种基于人工智能的预测工具,用于绘制人体中哪些蛋白质与金属结合及其方式。

通过使用得克萨斯农工大学高性能研究计算中心同时分析数千种蛋白质,他希望发现此前未知的相互作用,为科学家指明新的药物靶点。卡拉法蒂斯受到戈希尔实验室发现埃斯克罗莫尔(elesclomol)的启发,这是一种铜转运药物,现用于治疗门克斯病——一种导致儿童神经系统损伤的铜缺乏症。

卡拉法蒂斯表示,正是这种有影响力的研究不断将他拉回实验室,在那里他受益于高度协作和支持性环境中的多元专业知识。

"我在这项研究中投入了大量精力,"他说,"我发现它既具挑战性又非常有趣,最终我得到了能改进蛋白质基础科学的成果,并有望以改善人们生活的方式应用。"

这些成果最终构成了戈德华特学者申请材料。直到戈希尔推荐他获得这一 prestigious 奖项,卡拉法蒂斯才得知自己被提名。

卡拉法蒂斯在物理化学和生物化学课程中深化了对这一领域的理解,严谨的研究经历为他的努力提供了切实验证。基于此背景,他计划今年秋季申请双医学/研究博士项目,长期目标是利用蛋白质折叠研究开发新药,使基于科学的医学在全球范围内更加普及。

[图片说明]完成得克萨斯农工大学生物化学与生物物理学系本科学业后,卡拉法蒂斯计划攻读双医学/研究博士项目。(迈克尔·米勒/得克萨斯农工大学农业生命)

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