أستاذ مشارك
مختبر علم الوراثة
كرسي هيرست للتطوير
يتم تنظيم الحياة البيولوجية على طول سلسلة متصلة تتراوح من الكائنات الحية الكاملة وصولاً إلى الأنسجة والخلايا والتجمعات "الجزيئية الكبيرة" الكبيرة المكونة من البروتينات والأحماض النووية والتجمعات "الجزيئية" الصغيرة أو الجزيئات الفردية ، وأخيراً الذرات. منذ ظهور المجهر الضوئي منذ عدة قرون ، كان الباحثون يكشفون عن العلاقة بين البنية البيولوجية والوظيفة على طول هذه السلسلة المتصلة بدرجات أدق من الدقة المكانية. مع تحسن التكنولوجيا ، وجد العديد من الباحثين أن التصور المباشر لبنية الجزيئات الكبيرة الفردية أو مجموعاتها بدقة تقترب من مستوى الذرات الفردية يمكن أن يكشف بشكل أفضل عن أنواع مختلفة من الخلل الوظيفي الذي يؤدي إلى المرض.
يستخدم ديمتري ليومكيس ويطور تقنيات المجهر الإلكتروني بالتبريد (cryo-EM) المتطورة لتحديد هياكل الجزيئات الكبيرة والتجمعات الجزيئية التي تؤدي معظم الوظائف داخل الخلايا. من خلال مراقبة الهياكل غير المرئية سابقًا في ظل ظروف فسيولوجية مختلفة وبدقة شبه ذرية ، يهدف Lyumkis إلى فهم الأدوار المعقدة التي تلعبها الجزيئات الكبيرة في الأمراض البشرية مثل السرطان وفيروس نقص المناعة البشرية والربط بينها.
حدد Lyumkis هياكل التجمعات الجزيئية الكبيرة المسماة "intasomes" من الفيروسات بما في ذلك وما يتصل بفيروس نقص المناعة البشرية ، مما يسمح لها بإنشاء عدوى دائمة في الخلايا المضيفة المستهدفة. تعزز هذه الهياكل فهمنا للسمات الجزيئية للعدوى ، والأهم من ذلك أنها توفر مخططات كيميائية مباشرة لتحسين العلاجات المضادة للفيروسات المستخدمة في علاج الأفراد المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية.
طور Lyumkis طرقًا جديدة للتقييم الكمي والتحسين التجريبي للقرار متباين الخواص (المعتمد بشكل مباشر) في cryo-EM ، والذي غالبًا ما يصيب محاولات استخلاص معلومات هيكلية ذات مغزى من العينات البيولوجية. ثبت أن التقنيات تنتج بيانات عالية الجودة ولها قابلية تطبيق واسعة لتحديد الهيكل والتقييم.
قام ليومكيس وزملاؤه بفك رموز الهياكل والآليات الجزيئية لنشاط فئة جديدة من إنزيمات كريسبر / كاس ، التي لديها القدرة على قطع وتحرير الحمض النووي الريبي. يفتح هذا العمل فرصًا جديدة للهندسة الوراثية وله آثار واسعة لفهم ، وربما علاج ، الأمراض على المستوى الجزيئي.
بكالوريوس ، جامعة كاليفورنيا سان دييغو
دكتوراه ، معهد سكريبس للبحوث
