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Apoiando alto risco, alta recompensa
Os prêmios Star-Friedman financiam sete projetos em Harvard
Por Leigh Carlisle - 12/06/2021


Stephanie Mitchell / Fotógrafa da equipe de Harvard

Previsão de variantes COVID-19. Previsão de terremotos. Promoção da regeneração em mamíferos. Esses são os tipos de missões de alto risco e alto impacto que os pesquisadores de Harvard estão assumindo, com a ajuda do Star-Friedman Challenge for Promising Scientific Research. Estabelecido em 2013 com um presente de James A. Star e financiamento expandido de Josh Friedman e Beth Friedman, o desafio fornece financiamento semente generoso e crítico para projetos ambiciosos na vida física e ciências sociais que não poderiam receber bolsas.

“Este ano, novamente, recebemos um grande número de propostas interessantes para o Star Friedman Challenge de várias escolas do campus”, disse Catherine Dulac , Professora Higgins de Biologia Molecular e Celular, Lee and Ezpeleta Professora de Artes e Ciências, Howard Hughes Medical Institute Investigadora e presidente do comitê de revisão do corpo docente que premia os vencedores deste ano, que ela chamou de “projetos inspiradores e de ponta que abordam uma grande diversidade de questões científicas”.

Na quarta-feira, os professores que lideram os sete projetos selecionados para financiamento este ano - Jonathan Abraham , Andrew Davies , Roger Fu , Sophie Helaine , Ya-Chieh Hsu , Kaighin McColl e Julia Mundy - falarão sobre suas pesquisas em um evento virtual aberto ao a comunidade de Harvard .

Os pesquisadores forneceram ao um vislumbre de seu trabalho, seu impacto potencial e por que financiar “desafios” como esse são tão cruciais para a pesquisa.

Perfil da proteína de pico SARS-CoV-2

Abraham, um professor assistente de microbiologia, e sua equipe de pesquisa da Harvard Medical School usarão os fundos do Challenge para prever as mutações do COVID-19 que podem ser as variantes existentes mais prováveis ​​de emergir.

“A pandemia COVID-19 parece estar virando uma esquina e, felizmente, a maioria das vacinas parecem funcionar contra variantes que estão circulando em todo o mundo. Temos que ser proativos e fazer o nosso melhor para antecipar o que pode vir a seguir em termos de mutações que podem tornar os medicamentos e vacinas ineficazes ”, disse Abraham. “Este prêmio chega em um momento crítico para nosso laboratório e nos permitirá realizar um projeto ambicioso e de alto risco, no qual tentamos prever melhor como o SARS-CoV-2 pode sofrer mutação para escapar de anticorpos usados ​​na clínica ou provocados por vacinas. Isso significa que estaríamos mais bem preparados com contramedidas de próxima geração se essas mudanças no vírus acontecerem. ”

Avaliando o futuro da vida humana, da vida selvagem e da pecuária nas savanas africanas 

É ambientalmente sustentável para a vida selvagem e o gado viverem juntos nas savanas africanas? Davies, professor assistente de biologia organísmica e evolutiva na Faculdade de Artes e Ciências (FAS), e seu grupo estão investigando como a competição com o gado, a perda de habitat e a colheita excessiva estão impactando os grandes herbívoros nativos da área. Seu grupo irá coletar dados de sensoriamento remoto baseados em drones no Quênia para medir como a introdução de gado domesticado afeta a diversidade de plantas e vegetação, principais indicadores de se humanos, animais selvagens e animais podem coexistir sem consequências significativas para o ecossistema. 

“As savanas africanas abrigam algumas das últimas comunidades megafaunas remanescentes na Terra. Essas espécies icônicas foram lançadas em um estado de fluxo sem precedentes. Esses dados permitirão alguns dos primeiros insights sobre como esses novos conjuntos afetarão a forma como os ecossistemas funcionam e o futuro das savanas africanas ”, disse Davies. “Acredito que este prêmio abrirá a porta para muitas descobertas novas e emocionantes altamente relevantes para a compreensão e mitigação das mudanças em curso rápido nas savanas africanas e outros ecossistemas em todo o mundo.”

Sondagem de riscos sísmicos e física de terremotos

Os terremotos mais destrutivos ocorrem em falhas que se rompem em intervalos de centenas ou milhares de anos. Fu, professor assistente de ciências terrestres e planetárias na FAS, e o estudante de graduação Sammy Paiscik estão estudando sistemas de falhas há muito adormecidos para estimar melhor a magnitude dos terremotos antigos e entender a física por trás deles. Usando amostras e investigando falhas em Nevada e Califórnia, a equipe está usando imagens magnéticas de alta resolução para quantificar a intensidade das rupturas anteriores e criar perfis de calor que medem o atrito na falha durante o evento.

Este nível de precisão não está disponível para a maioria dos sistemas de falha que hospedam fortes terremotos e forneceria informações críticas sobre riscos sísmicos para regiões como o extremo sul da Califórnia, onde o próximo terremoto devastador não tem precedente histórico, escreveu Fu. “Esse uso pode ter aplicações diretas na proteção de comunidades em áreas propensas a terremotos”, diz ele.

Combatendo a persistência do antibiótico durante a infecção

Em seu trabalho de combate a infecções microbianas e resistência a antibióticos, Helaine, professora assistente de microbiologia na Harvard Medical School, está pesquisando a fisiologia e a sobrevivência de infecções persistentes, chamadas de “persistentes”, e melhores maneiras de controlá-las. Seu grupo desenvolveu sistemas para estudar a persistência de antibióticos in vivo, semelhantes às condições que as bactérias encontram em um hospedeiro infectado. Eles esperam que o que aprenderam possa ser usado para criar tratamentos melhores.

“Temos experimentado ao longo do ano passado aproximadamente as terríveis consequências de uma pandemia; esta é apenas uma amostra de como será a vida nos próximos anos se não desenvolvermos novos antibacterianos para retardar a disseminação da resistência aos antibióticos ”, disse Helaine. “Isso nos dá uma oportunidade fantástica de mergulhar direto em uma avenida de pesquisa arriscada e empolgante que acreditamos que acabará por contribuir para melhorar a saúde humana, aumentando nosso arsenal contra infecções de difícil tratamento. É também um formidável reconhecimento de nossas ideias mais ousadas e incentivo para continuar explorando sem limites. ” 

 Os mamíferos podem se regenerar? Lições da pele 

Hsu, o professor associado de células-tronco e biologia regenerativa de Alvin e Esta Star na FAS, e seu colega Jason Buenrostro , professor assistente de células-tronco e biologia regenerativa, estão desvendando os mistérios da regeneração em mamíferos. Seu trabalho na pele sugeriu que alguns mamíferos podem ter a capacidade inata de regenerar órgãos, mas que essa capacidade é bloqueada no desenvolvimento fetal. O grupo de pesquisa busca estudar a transição da regeneração para a cicatriz, que acontece alguns dias após o nascimento, e a mecânica por trás disso. Sua pesquisa pode ajudar a estabelecer as bases para avanços no tratamento de feridas, como queimaduras críticas.

“Este prêmio está nos permitindo buscar abordagens novas e criativas para identificar novas estratégias que mudam a forma como as lesões graves são tratadas”, disse Hsu.

Rastreando incêndios florestais em um mundo aquecido

Raios sem chuva são a principal causa de incêndios florestais naturais nos EUA. McColl, professor assistente de ciências da terra e planetárias e de ciências ambientais e engenharia na FAS e na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson, está medindo se raios secos tornam-se mais frequentes com o aquecimento global, uma implicação dramática para o risco e gerenciamento de incêndio. A Califórnia viu isso em 2020, quando um episódio incomum de tempestades secas em todo o estado desencadeou várias centenas de novos incêndios florestais.

“O financiamento do Star-Friedman Challenge nos permitirá perseguir um projeto de alto risco que dificilmente será financiado pelos canais convencionais”, disse McColl. Sua equipe acompanhará as condições da atmosfera terrestre em larga escala que geram tempestades secas e usará modelos climáticos para projetar como essas condições responderão às mudanças climáticas. Eles visam fornecer a primeira análise do impacto do aquecimento global em relâmpagos secos, incluindo o rastreamento de tendências potenciais nas últimas décadas e dados cruciais para agências locais e federais no combate a incêndios florestais.

Construindo uma plataforma para computação quântica sem falhas

O professor assistente de física Mundy e seu grupo estão buscando avançar na construção de um novo supercondutor topológico que poderia servir como base para a computação quântica sem falhas. Eles estão construindo sobre seus recentes avanços na síntese de filme fino para criar uma nova tecnologia de supercondutores e potencialmente estabelecer as bases para um novo paradigma de computação com insights sobre tudo, desde a compreensão das reações bioquímicas complexas que sustentam a vida até a detecção de matéria escura e energia escura.

“Estamos particularmente entusiasmados com a oportunidade de envolver um bolsista de pós-doutorado, estudante de graduação e pesquisador de graduação nessa direção”, disse Mundy. “Meu grupo está muito animado para prosseguir com nossa pesquisa proposta.

 

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