Bette Korber - Bette Korber

Bette Korber
Bette Korber mit Zulu Basket.jpg
Korber mit Korb, den Zulu- Frauen im Waisenhaus, das sie mitbegründet hat, für sie angefertigt haben
Alma Mater California State University Long Beach , California Institute of Technology
Bekannt für Entwicklung von AIDS-Impfstoffen unter Verwendung der HIV-Virusdatenbank
Auszeichnungen Richard Feynman Award for Innovation 2018, Thomson Reuters Corporation 100 einflussreichste Wissenschaftler des Jahrzehnts 2014, Ernest Orlando Lawrence Award 2004, Los Alamos National Laboratory Fellow 2002, Distinguished Alumna of CSULB 2001, Elizabeth Glaser Wissenschaftlerin für pädiatrische AIDS 1997
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Computerbiologie , Molekularbiologie , Populationsgenetik , Virologie
Institutionen Los Alamos National Laboratory , Santa Fe Institute
These  (1988)
Doktoratsberater Leroy Hood , Iwona Stroynowski
Einflüsse Richard Feynman, Gerry Myers, Ray Owen

Bette Korber ist eine amerikanische Computerbiologin mit dem Schwerpunkt Molekularbiologie und Populationsgenetik des HIV- Virus, das Infektionen und schließlich AIDS verursacht . Sie hat viel zu den Bemühungen beigetragen, einen wirksamen HIV-Impfstoff zu erhalten . Sie erstellte eine Datenbank im Los Alamos National Laboratory , die es ihr ermöglichte, neuartige Mosaik-HIV-Impfstoffe zu entwickeln, von denen einer derzeit in Afrika am Menschen getestet wird. Die Datenbank enthält Tausende von HIV- Genomsequenzen und zugehörige Daten.

Korber ist Wissenschaftler in Theoretischer Biologie und Biophysik am Los Alamos National Laboratory. Sie hat den Ernest Orlando Lawrence Award erhalten , die höchste Auszeichnung des Energieministeriums für wissenschaftliche Leistungen. Sie hat auch mehrere andere Auszeichnungen erhalten, darunter den Elizabeth Glaser Award für pädiatrische AIDS-Forschung und den Richard Feynman Award for Innovation.

Frühes Leben und Ausbildung

Bette Korber ist in Südkalifornien aufgewachsen . Sie erwarb 1981 ihren Bachelor of Science in Chemie an der California State University in Long Beach , wo ihr Vater Soziologieprofessor war, ihre Mutter einen Abschluss in Krankenpflege und ihre Schwester einen Abschluss in Journalismus. Von 1981 bis 1988 war sie im Graduiertenprogramm am California Institute of Technology (Caltech), wo sie mit Iwona Stroynowski im Labor von Leroy Hood arbeitete und 1988 in Chemie promovierte. Ihre Arbeit konzentrierte sich auf die Regulation der Expression der Gene des Haupthistokompatibilitätskomplexes Typ 1, die Zelloberflächenproteine ​​produzieren, die an der Abstoßung von Gewebetransplantaten beteiligt sind, durch Interferon, das durch Virusinfektionen induziert wird.

Anschließend wurde sie Postdoktorandin bei Myron Essex , wo sie bis 1990 an der Harvard School of Public Health an der molekularen Epidemiologie des AIDS/HIV-Virus und HTLV-1 , dem humanen Leukämievirus, arbeitete. Dort verwendete Korber die Polymerase-Kettenreaktion (PCR .). ), um sowohl vollständige als auch deletierte Versionen viraler Genome in Leukämiezellen zu zeigen. Ihre Arbeit an diesen viralen Teil- und vollständigen Genomen war einflussreich und wurde viel zitiert. 1991 wurde sie Gastdozentin am Santa Fe Institute und blieb in dieser Position bis 2011.

Forschung

HIV-Freisetzung aus infizierten Zellen

Korber forscht am Los Alamos National Laboratory, wo sie 1990 begann. Ihr Ansatz besteht darin, Computerbiologie auf die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das HIV/AIDS-Virus anzuwenden . Sie interessierte sich zum ersten Mal für HIV, als eine enge Freundin von ihr und ihrem Verlobten am Caltech sich in Pasadena, Kalifornien, einen der ersten AIDS-Fälle zuzog . Sie sagte: "Wir haben viel über HIV gelernt, als er krank war. Aber es gab keine Behandlung für ihn und er starb 1991. Als ich mein PhD-Programm abschloss, beschloss ich, an HIV zu arbeiten." Einige Jahre später beschrieb sie im Rückblick auf dieses Ereignis die Auswirkungen: "Ich hasse HIV ... Ich habe ein paar Freunde verloren. HIV tötet auf schreckliche Weise. Ich denke daran, was die Epidemie mit Afrika gemacht hat und es motiviert mich." ."

HIV-Datenbank

Phylogenetischer Stammbaum zeigt HIV im Vergleich zu SIV

Korber leitet das HIV-Datenbank- und Analyseprojekt in Los Alamos. Sie und ihr Team haben eine globale HIV-Datenbank mit mehr als 840.000 Sequenzen aus Veröffentlichungen des viralen Genoms aufgebaut. Darüber hinaus konzentriert sich die Datenbank auf die kleinen Regionen (so genannte Epitope ) innerhalb des Virus, die von Antikörpern erkannt werden können , und bewertet die Beweise für die Stärke jedes Epitops beim Auslösen von Immunantworten. Es gibt auch Daten zu den immunologischen Profilen von Personen, die gegen HIV resistent sind. Korber und viele andere Forscher haben die Daten verwendet, um mögliche Behandlungen und Impfstoffe gegen HIV zu entwickeln. Ihre Arbeit hat zum Design von Impfstoffen geführt, die jetzt in klinischen Studien getestet werden.

HIV-Impfstoff-Design

Die Entwicklung eines Impfstoffs gegen HIV war eine Herausforderung, da das Virus schnell mutiert und mehrere Varianten erzeugt, die von Komponenten des Immunsystems, die für das ursprüngliche infizierende Virus spezifisch sind, möglicherweise nicht erkannt werden. Die variabelste Region ist die Oberfläche des Virus, aber es gibt auch einige Variationen der internen Proteine, die an der Virusreplikation beteiligt sind, die durch das zelluläre Immunsystem oder T-Zell- Antworten angegriffen werden können . Ein neuer Ansatz , den Korber und Mitarbeiter verfolgt haben , ist die Entwicklung von Mosaik - Antigenen . Korber hat einen neuartigen HIV-Mosaik-Impfstoff entwickelt, der eine HIV-Infektion verlangsamen oder verhindern kann; dies befindet sich derzeit in Humantests in Afrika. Ziel der Mosaik-Antigen-Impfung ist es, den Geimpften vor der großen Vielfalt der vorkommenden HIV-Varianten zu schützen.

Da die Proteine ​​von HIV so stark variieren, sind Mosaik- Testproteine ​​so konzipiert, dass sie die häufigsten Formen des HIV-1-Virus darstellen, die durch Antikörper oder zelluläre Immunantworten (Epitope) erkannt werden können. 2009 beschrieb Korber den Prozess: "Ich erschaffe eine Art kleine Frankenstein-Proteine, die aussehen und sich anfühlen wie HIV-Proteine, aber in der Natur gibt es sie nicht."

Mehrere der Hauptvariationen sind in jedem Proteinmolekül enthalten, wodurch ein varianten Proteinantigen erzeugt wird, das wahrscheinlich in der Wildviruspopulation nicht existiert, aber mit existierenden Varianten kreuzreagieren sollte. Korber hat zwei verschiedene Ansätze verfolgt, um solche Antigene zu entwerfen. Ihre Gruppe hat einen Computeralgorithmus entwickelt , um Epitope auszuwählen, die zu einem Mosaikmolekül für die Mosaikantigene kombiniert werden. 2009 beschrieb sie ein entworfenes Mosaikprotein so: "Die Leute wussten nicht, ob es sich richtig falten würde, ob es antigen wäre oder ob es die gleichen Stellen hat, die von Killer-T-Zellen erkannt werden." Sie fanden heraus, dass sich die neu entwickelten Antigene richtig falten und als starkes Antigen fungierten und von den zytotoxischen T-Zellen (Killerzellen) erkannt wurden . Außerdem haben Korber und ihre Mitarbeiter eine grafische Analyse namens Epigraph entwickelt, die vielversprechende Antigene mit einer Mischung von Epitopen erzeugen kann. Korber erklärt, dass der Ansatz, ein Protein per Computer zu entwerfen, bei dem Teile bekannter Proteine ​​kombiniert werden, die Immunreaktionen auslösen, noch nie ausprobiert wurde. Sie sagt: "Selbst nachdem es funktioniert hatte, war es schwer, die Leute davon zu überzeugen, dass dieses neuartige Ding ein Impfstoff sein könnte, weil es noch nie zuvor gemacht wurde."

In Zusammenarbeit mit Dan Barouch , einem Professor an der Harvard Medical School , wurden einige dieser Antigene an Affen als mögliche Impfstoffe getestet . Mit einer Reihe von Tests überprüfte Barouch eine Reihe möglicher Möglichkeiten, die Virusgene zu übertragen, und entschied sich, das Erkältungsvirus als Vehikel zu verwenden. Der getestete Mosaikimpfstoff verlangsamte routinemäßig die Affeninfektion mit dem eng verwandten Simian Immunodeficiency Virus (SIV), und bei 66 Prozent der mehrfach exponierten Affen kam es zu keiner Infektion. Als nächstes testeten die Forscher in Zusammenarbeit mit den National Institutes of Health , Janssen Pharmaceutical Companies (einem Geschäftsbereich von Johnson & Johnson ) und der Bill and Melinda Gates Foundation einen Mosaikimpfstoff auf Sicherheit bei Menschen; es hat auch diesen Test bestanden. Im Jahr 2017 kündigte die Gruppe der Mitarbeiter einen Effizienztest am Menschen mit demselben Mosaikproteinpräparat an, bei dem 2.600 Frauen in Subsahara-Afrika geimpft werden. Korber warnte davor, dass die Wirksamkeit dieser Strategie bei Affen keine Garantie dafür ist, dass ein menschlicher Impfstoff funktioniert.

In Anerkennung ihrer Forschung erhielt Korber 2018 den Feynman Award for Innovation, die erste Frau am Los Alamos National Laboratory, die einen solchen erhielt. Sie erinnerte sich, dass sie am Caltech, als nur wenige Frauen dort waren, einen Kurs beim Physiker Richard Feynman besuchte und sich mit ihm anfreundete. Sie sagte: "In einer Zeit, in der Freundlichkeit selten schien, habe ich seinen großzügigen Geist und seine Ermutigung sehr geschätzt. Ich denke, er hätte sich über diese Auszeichnung gefreut."

Datierung des HIV-1-Virus

In der Geschichte des HIV/AIDS- Virus im Hinblick darauf, wann und wo HIV entstanden ist, hatte Edward Hooper 1999 in einem Bestseller mit dem Titel The River: A Journey to the Source of HIV and AIDS postuliert, dass HIV von Schimpansen auf Menschen aufgrund einer versehentlichen Kontamination durch Schimpansen SIV des oralen Polioimpfstoffs (CHAT), der in den 1950er Jahren in Afrika verwendet wurde. Korber und ihre Kollegen des Los Alamos National Laboratory - Datenbank verwendeten genomischen Daten zu berechnen , wenn die HIV - Sequenz Evolution begann, ein Modell der Evolution auf der Mutationsrate von HIV - Stämmen basierte mit und unter der Annahme , daß der Variable auf allen Zweigen des Stammbaumes das gleiche war. Im Jahr 2000 veröffentlichten sie eine Schätzung von etwa 1930 für die Herkunft des Humanen Immunschwächevirus. Ihre Forschung wurde weithin behandelt, um ein neues Datum für den Ursprung des menschlichen Virus festzulegen, die Theorie des oralen Poliovirus zu diskreditieren und daher Bedenken hinsichtlich der Verwendung von oralem Polioimpfstoff ( OPV ) zu widerlegen . Diese beiden Konzepte des Ursprungs dieses Virus sowie andere verwandte Theorien konkurrierten weiterhin um die wissenschaftliche Glaubwürdigkeit.

Im Jahr 2008 verwendeten Worobey und seine Mitarbeiter einen Computermodellierungsansatz ähnlich dem von Korber, jedoch mit einem entspannten Evolutionsmodell und zwei älteren Proben, die früher als alle Genome in Korbers Studie gesammelt wurden, und fanden ein Ursprungsdatum für HIV von ungefähr 1900.

COVID-19

Als sich die COVID-19- Pandemie entfaltete, entwickelten Korber und ihre Kollegen in Los Alamos Computerstrategien, die nach evolutionären Veränderungen in Genen suchen, die die Spike-Proteine ​​codieren, die das SARS-CoV-2- Coronavirus befallen und ihm sein kronenähnliches Aussehen verleihen. Ihre Strategien können Millionen von globalen Genomen untersuchen, die von GISAID gespeichert werden , und es kennzeichnet Mutationen, die von der ursprünglichen Wuhan-Sequenz um mindestens einen festgelegten Mindestwert abweichen. Mit dieser Strategie identifizierten sie und ihre Kollegen eine bestimmte Spike-Mutation, Asparaginsäure (Asp) zu Glycin (Gly) an Position 614 (D614G), die sich seit Februar 2020 weltweit verbreitete. wurde von mehreren anderen Gruppen validiert, die zeigten, dass die D614G-Mutation nachweislich die Effizienz der Replikation und Übertragung von SARS-CoV-2 verbessert, und diese Mutation ist seit Juni 2020 Teil aller weltweit verbreiteten SARS-CoV-2 Stämme. September 2021 analysieren sie und ihre Gruppe weiterhin GISAID-Daten auf neuartige Varianten und ist weiterhin aktives Mitglied der NIH TRACE Working Group, deren Ziel es ist, „umsetzbare Informationen zu SARS-CoV-2-Varianten bereitzustellen“. durch genomische Überwachung, gemeinsame Nutzung und Kuration von Daten sowie standardisierte In-vitro- Bewertungen von Therapeutika gegen neue Stämme."

Persönliches Leben

Korber heiratete 1988 James Theiler. Sie haben zwei Söhne.

Aus ihrer Besorgnis über die Auswirkungen von AIDS auf Menschen mit geringen finanziellen Mitteln spendete Korber von ihrem EO Lawrence Award 50.000 US-Dollar, um zusammen mit Familie und Freunden ein AIDS-Waisenhaus in Südafrika zu gründen, das durch Nurturing Orphans of AIDS for Humanity ( NOAH). Sie ist dem Vorstand von NOAH beigetreten. Sie trug auch zur Verteilung von Earth Boxes von wartungsfreien tragbaren Gärten an Waisenhäuser, Kliniken und Schulen in Afrika bei.

Auszeichnungen und Ehrungen

  • 2021: Los Alamos-Medaille für den Wechsel der Wissenschaft
  • 2019: Erfinder des Jahres, Battelle, 2019, Preisverleihung in Columbus, Ohio
  • 2018: R&D Magazine Wissenschaftler des Jahres
  • 2018: Richard-Feynman-Preis für Innovation
  • 2014: Zu den 100 einflussreichsten Köpfen des Jahrzehnts der Thomson Reuters Corporation gewählt
  • 2004: Ernest Orlando Lawrence Award
  • 2002: Los Alamos National Laboratory Fellow
  • 2001: Distinguished Alumna von CSULB
  • 1997: Elizabeth Glaser Wissenschaftlerin, für die Arbeit über pädiatrische AIDS, präsentiert von Hillary Clinton

Andere Arbeit

Im Jahr 2019 leitete Korber eine Reihe von Vorträgen mit dem Titel Frontiers in Science, die sich auf ihre Arbeit bei der Entwicklung eines Impfstoffs gegen HIV konzentrierte.

Ausgewählte Publikationen

Verweise