Jungtiniai mokslinių tyrimų projektai

Translacinė ląstelių biologija   

Apjungia kamieninių ląstelių biologiją, biomedžiagų mokslą ir imunologiją, siekiant suprasti ląstelių ir aplinkos sąveikas bei pritaikyti šias žinias regeneracinės medicinos ir imuninės sistemos pagrindu grįstose taikomosiose srityse.

Pagrindinės kryptys

• Kamieninių ląstelių generavimas, charakterizavimas ir taikymas
• Fundamentalių sąveikų ir ląstelių senėjimo mechanizmų supratimas
• Funkcinių biomedžiagų, pasižyminčiųspecifiniu biologiniu aktyvumu, kūrimas
• Ląstelių kilmės biomedžiagų ir ekstraląstelinių pūslelių taikymų plėtra
• In vitro modeliai: žinduolių ląstelių ir bakterijų sąveikos atkūrimas tiksliniams tyrimams
• Išsamūs imuninės sistemos mechanizmų ir atsakų tyrimai
• Mokslinių rezultatų pritaikomumo skatinimas ir bendradarbiavimo partnerysčių plėtra

Vėžio biologija ir vaistų tyrimai   

Vertikaliai integruota programa apimanti mechanizmus à biožymenis à taikinius à molekules, paverčianti mechanistines įžvalgas į tiksliosios onkologijos sprendimus.

Pagrindinės kryptys

• Daugiamačiai genetiniai / epigenetiniai ir RNR biožymenys (skystoji biopsija)
• Epigenetiniai tinklai ir pažeidžiamumai hematologiniuose bei kietuosiuose navikuose
• Atsparumo vaistams mechanizmai ir naujos esamų vaistų pritaikymo galimybės
• Nauji priešvėžinių vaistų kandidatai ir tikslinio pristatymo strategijos
• Redokso aktyvūs agentai ir fermentinėmis reakcijomis pagrįstos provaistų strategijos
• Selektyvus nukreipimas per membraninį transportą ir signalinius kelius
• TLR (Toll tipo receptorių)erdvinė organizacija ir priešnavikinis imunitetas

Neuromokslai   

Integruoja molekulinius, ląstelinius, sisteminius ir elgsenos neuromokslus, siekiant suprasti smegenų funkciją viso gyvenimo eigoje ir jos sutrikimus ligų atveju.

Pagrindinės kryptys

• Smegenų ligų biožymenų ir mechanizmų identifikavimas (molekuliniai, elektrofiziologiniai ir žarnyno–smegenų sąveikos aspektai)
• Kognityvinių funkcijų ir elgesio neurobiologiniai pagrindai (suvokimas, mokymasis, adaptacija, priklausomybės, impulsyvumas, skausmas)
• Nervų sistemos veikimo mechanizmai viso gyvenimo metu (vystymasis à branda)
• Elektrinio signalizavimo mechanizmai ir jų ryšys su funkcija (jonų kanalai, ląstelių jaudrumas, tarpsisteminiai principai)
• Nauji dirbtiniu intelektu grįsti analizės įrankai elektrofiziologinių ir vaizdinimo duomenų integracijai

Mikroorganizmų ir virusų sąveikos   

Šeimininko ir viruso konflikto, virusų įvairovės bei molekulinių inovacijų tyrimai, siekiant tikslingai valdyti bakterijų populiacijas ir kurti naujus molekulinius įrankius.

Pagrindinės kryptys

• Naujos bakterijų gynybos ir priešgynybinės sistemos
• Virusiniai imuninio atsako aktyvatoriai
• Antivirusiniai signaliniai tinklai
• Prokariotinio ir eukariotinio imuniteto sąsajos
• Nauji molekuliniai įrankiai iš bakteriofagų ir mobilomo
• Mikroorganizmų virusų biologija ir evoliucija
• Fagų įvairovės ir itin divergentiškų virusinių baltymų tyrimai
• Mikrobų ir virusų sąveikų analizė
• Nanostruktūrų inžinerija

Mikroorganizmų adaptacija ir ligos   

Mikroorganizmų adaptacijos, patogenų evoliucijos ir šeimininko–patogeno sąveikos tyrimai, siekiant suprasti antimikrobinį atsparumą, lėtines infekcijas ir naujų ligų grėsmes.

Pagrindinės kryptys

• Atsparumo genų visumos (rezistomo) dinamika. Horizontalus genų perdavimas ir atsparumo atsiradimas
• Oportunistinių patogenų įsitvirtinimas. Evoliucija ir ilgalaikė adaptacija žmogaus organizme
• Virulentiškumas ir imuninės sistemos vengimas. Patogeniškumo ir gydymo išvengimo mechanizmai
• Selekciniai veiksniai lėtinių infekcijų metu. Šeimininko imunitetas, antibiotikai ir patogenų heterogeniškumas šeimininke
• Virusų įvairovė ir evoliucija. Palyginamoji genomika ir metatranskriptomika

Biologinė įvairovė ir ekologija   

Biologinės įvairovės, evoliucinės biologijos ir ekosistemų tyrimų integravimas, siekiant suprasti organizmų adaptaciją ir ekosistemų atsparumą aplinkos pokyčiams.

Pagrindinės kryptys

• Biologiniai procesai, lemiantys organizmų adaptaciją ir aplinkos sveikatą
• Atsparumo stresui genetiniai ir fiziologiniai pagrindai, taikant pažangias sekoskaitos, mutagenezės, funkcinės genomikos ir elektrofiziologijos technologijas, siekiant kurti klimatui atsparią žemdirbystę ir gerinti rūšių valdymą
• Organizmų atsakas į aplinkos pokyčius (migracija, adaptacija, fenotipinis plastiškumas)
• Taršos poveikis ekosistemoms, klimato procesams ir žmonių sveikatai

Molekulinė biotechnologija   

Kuria naujos kartos baltymais grįstus sprendimus – nuo modifikuotų fermentų iki antikūnais valdomų sistemų – sudarančius prielaidas tvariems bioprocesams ir pažangiai molekulinei diagnostikai.

Pagrindinės kryptys

• Baltymų sąveikų prognozavimas ir modeliavimas (baltymas–ligandas/substratas, baltymas–baltymas, baltymas–lipidas)
• Katalitinių bioprocesų efektyvumo didinimas ir optimizavimas
• Rekombinantinių baltymų gamybos sistemos
• Tiksliniai molekuliniai įrankiai diagnostikai ir terapijai

Genomo redagavimas ir epigenetika   

Kuriamos naujos kartos programuojamos genomo ir epigenomo redagavimo sistemos, leidžiančios pilnai valdyti molekulių pristatymą, taikinių atpažinimą ir redagavimo funkcijąprogrammable.

Pagrindinės kryptys

Programuojamos pristatymo sistemos

• Nanodalelių bibliotekų atranka
• Generatyvus fagų mutantų dizainas
• Fagų ir šeimininkų sąveikų profiliavimas

Programuojami epigenetiniai žymenys

• Ortogonalinių „rašytojų“ (writer) inžinerija
• Efektyvūs funkcinių grupių įterpimo įrankiai
• Procesyvūs redaktoriai

Kontroliuojamas ir programuojamas transkriptomo reguliavimas

• Kontroliuojamas CRISPR reguliavimas
• Kombinatorinės perturbacijų atrankos

Struktūrinė ir kompiuterinė biologija   

Apjungia struktūrine biologija ir skaičiavimo metodusbiomolekulinių mechanizmų supratimui ir prognozuojamam molekuliniam dizainui.

Pagrindinės kryptys

Eksperimentinė struktūrinė biologija

• Svarbių biologinių molekulių struktūrų nustatymas
• Biomolekulinių kompleksų susidarymo mechanizmų tyrimai
• Vienos molekulės ir vienos ląstelės tyrimų metodai

Skaičiuojamoji struktūrinė biologija

• Biomolekulinių kompleksų struktūrų prognozavimas
• Biomolekulinių struktūrų analizė
• Mokslinės programinės įrangos kūrimas (komandinės eilutės ir internetinės versijos).

Duomenimis grįsti tyrimai ir duomenų infrastruktūra

Duomenimis grįsti atradimai ir prognozavimas (nauji metodai, mašininis mokymasis, dirbtinis intelektas, didelio masto analizė).

Daugiamodalinė vienos ląstelės biologija   

Nuo vienos ląstelės multiomikos iki paaiškinamųjųdirbtinio intelekto modelių, aprašančių ląstelių tapatybę ir ligas.

Pagrindinės kryptys

• Emerging Single-Cell Multi-Omics Technologies
• Naujos vienos ląstelės multiomikos technologijos. Specializuotų didelio tankio vienaląsčių ir daugiarūšių tyrimų kūrimas, apimantis transkriptominius, epigenominius ir reguliacinius sluoksnius.
• Daugiamačių duomenų integracija. Chromatino būsenos, naujai sintetinamos RNR, DNR metilinimo ir baltymų lygmens duomenų integravimas į vieningus ląstelių profilius.
• Didelio masto DI pagrįsta analizė. Neuroninių tinklų (transformerių, VAE) taikymas skirtingų duomenų tipų prognozėms ir mechanistiniam modeliavimui.
• Daugiamatė žmogaus sveikatos biologija.  Vienos ląstelės multiomikos ir DI taikymas ligų mechanizmų aiškinimui ir biožymenų paieškai.