ملخص
سيعمل مشروع الدكتوراه هذا على تسخير قوة النمذجة الحاسوبية والتعلم الآلي (A.I.) لتحليل البيانات التي تم الحصول عليها من خلال تجارب قياس الطيف الكتلي والتنبؤ بالخصائص الهيكلية للجزيئات الحيوية وتفاعلاتها
سيجمع بحثك بين التجربة والنظرية في مجال متعدد التخصصات يشمل الكيمياء الحيوية التحليلية والنمذجة الحاسوبية والذكاء الاصطناعي، مع مشرفين يمثلون هذا الطيف في ليدز وكلية لندن الجامعية (UCL، وانغ). سوف تستكشف كيف يمكن تفسير أنواع مختلفة من بيانات قياس الطيف الكتلي للجزيئات الحيوية، مثل المستقلبات أو البروتينات أو مجمعاتها، من خلال أحدث الأساليب الحسابية. سوف تكتسب رؤى منهجية حول الخصائص الهيكلية لهذه الجزيئات التي تحكم سلوكها التحليلي، وتطوير أساليب التعلم الآلي بناءً على مجموعات التدريب المناسبة. مع هذا النهج القوي، تصبح الرؤى الجزيئية الأعمق وأتمتة تحليل البيانات أمرًا ممكنًا.
في مشروع الدكتوراه هذا، ستكون مقيمًا في مجموعة قياس الطيف الكتلي (Sobott) في كلية البيولوجيا الجزيئية والخلوية وستتعاون بشكل وثيق مع مجموعة النمذجة الحسابية (Kalli) في كلية الطب ومعهد الذكاء الاصطناعي. خبير (وانغ، الآن في UCL). لقد تعاون المشرفون الثلاثة سابقًا في التحليل والتنبؤ بتفاعلات الدهون مع البروتينات الغشائية (https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn6992)، وتتضمن أبحاثهم الحالية تنبؤات ببنية قناة PIEZO الأيونية وتطوير طرق قياس الطيف الكتلي لتوصيف تفاعلات البروتين والدهون وتأثيراتها الهيكلية. يدرس مشروع دكتوراه آخر في مجموعة Sobott بالتعاون مع شركاء صناعيين استخدام قياس الطيف الكتلي للحركة الأيونية والتجزئة للتوصيف الشامل للجزيئات الشبيهة بالعقاقير ومستقلباتها، بهدف تطوير نماذج التعلم الآلي وتسريع تفسير البيانات.
سيستهدف المشروع الحالي التفسير الهيكلي للجزيئات الحيوية وتفاعلاتها، لفئة معينة من البروتينات (مثل الكينازات) وتفاعلاتها، ولكن يمكن تحديد مجال البحث الدقيق في المناقشة مع المرشح. سوف تحصل على بيانات قياس الطيف الكتلي متعددة الأبعاد مع التركيز بشكل خاص على أوقات الاحتفاظ (التحليل اللوني السائل)، وحالات الشحن، والمقاطع العرضية للتصادم (تنقل الأيونات) وسلوك التجزئة. من الممكن أيضًا ربط أنواع أخرى من البيانات الهيكلية لمرض التصلب العصبي المتعدد (مثل تبادل الهيدروجين والديوتيريوم) مع الخصائص الهيكلية للأهداف الجزيئية. سيكون لديك إمكانية الوصول إلى مجموعة من أجهزة قياس الطيف الكتلي المتطورة في ليدز، بما في ذلك LC-MS/MS، والتنقل الأصلي/الأيوني، وHDX ووضع العلامات التساهمية (الأكسدة الضوئية الكيميائية السريعة للبروتينات، FPOP)، مع تركيز المجموعة على تطوير طرق MS جديدة وتطبيقها على البنية الجزيئية الحيوية. تتمتع مجموعة Kalli بخبرة في محاكاة الديناميكيات الجزيئية والنمذجة الجزيئية للبروتينات. تتيح لنا هذه التقنيات الحسابية متابعة ديناميكيات البروتينات بمرور الوقت، مما يوفر تفاصيل على المستوى الجزيئي حول وظيفتها. في مجموعة كالي، ستتاح للطالب الفرصة لاستخدام المحاكاة الجزيئية في كل من الدقة الذرية والحبيبات الخشنة. تركز مجموعة وانغ على التعلم الآلي وتطبيقاته في مجالات تشمل رسومات الكمبيوتر، ورؤية الكمبيوتر، والفيزياء الحسابية، وما إلى ذلك. سيتمكن الطالب من الوصول إلى الخبرة في مجموعة واسعة من نماذج التعلم الآلي/العميق واستكشاف كيفية تطبيقها مع الديناميكيات الجزيئية.
ستكون أيضًا عضوًا في مركز Astbury للبيولوجيا الهيكلية الجزيئية الذي يجمع بين الخبرة الواسعة في "الحياة بالتفاصيل الجزيئية" من أكثر من 60 مجموعة بحثية مختلفة عبر حرم الجامعة. ليدز هي عاصمة يوركشاير في شمال إنجلترا، كاليفورنيا. تبعد ساعتين عن لندن، وتشتهر بحياتها الثقافية والحفلية. تقع بالقرب من مدينة يورك التي تعود للقرون الوسطى بالإضافة إلى ثلاث حدائق وطنية ومنطقة بيك في الجنوب ويوركشاير ديلز ويوركشاير مورز مع ساحلها الجميل في الشمال.
