Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores do Caltech recebeu um NIH Director's Transformative Research Award do National Institutes of Health's High-Risk, High-Reward Research Program. A bolsa faz parte do NIH Common Fund, que apoia programas de alto impacto em institutos e centros do NIH. O Transformative Research Award, estabelecido em 2009, promove abordagens transversais e interdisciplinares e está aberto a indivíduos e equipes de pesquisadores que propõem pesquisas que podem potencialmente criar ou desafiar paradigmas existentes.

Os copesquisadores principais do prêmio são Michael Elowitz , o Roscoe Gilkey Dickinson Professor de Biologia e Bioengenharia e Howard Hughes Medical Institute Investigator; Lior Pachter (BS '94), Bren Professor de Biologia Computacional e Ciências da Computação e Matemática; Carlos Lois , professor pesquisador de biologia; e Rong Lu da USC. Elowitz, Pachter e Lois são membros do corpo docente afiliados ao Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience no Caltech .

Com a bolsa, a equipe planeja introduzir tecnologias de imagem e gravação para visualizar e entender diretamente o processo pelo qual as células sanguíneas e imunológicas são geradas e comprometidas em destinos específicos dentro da medula óssea. Para fazer isso, eles combinarão transcriptômica espacial e um sistema de gravação projetado chamado MEMOIR  (Memory by Engineered Mutagenesis with Optical In situ Readout) para identificar onde diferentes tipos de células residem na medula óssea, como elas estão relacionadas umas às outras e como elas interagem. 

A pesquisa no laboratório de Elowitz se concentra em entender como construir circuitos biológicos. À medida que as células se replicam, se diferenciam, se comunicam e se desenvolvem, elas podem ser consideradas dispositivos vivos. Elowitz e sua equipe analisam como as células usam efetivamente circuitos moleculares e celulares para projetar circuitos sintéticos que podem fornecer novas capacidades celulares úteis. O laboratório combina abordagens de biologia de sistemas e biologia sintética para entender comportamentos celulares e então projetar soluções para desafios biomédicos. Sua pesquisa modelou recentemente como as células se diferenciam para escolher seus destinos usando circuitos genéticos sintéticos.

Pachter é um biólogo computacional que desenvolve métodos computacionais e experimentais para uso em genômica. Ele contribuiu para áreas de pesquisa como genômica comparativa, bem como para esforços de sequenciamento de genomas de camundongos, ratos, galinhas e moscas, e para a fase piloto do projeto ENCODE — um esforço para construir uma lista abrangente de elementos funcionais no genoma humano.

Mais recentemente, ele se concentrou em genômica funcional, que busca responder a perguntas sobre a função e interação de produtos de DNA, RNA e proteína. Em 2021 , seu laboratório desenvolveu uma ferramenta de software que permite o processamento rápido de grandes conjuntos de dados genômicos em cerca de 30 minutos usando o poder de computação de um laptop médio. Seu trabalho também contribuiu com técnicas para mapear milhões de células no cérebro do camundongo.

O laboratório de Lois investiga os mecanismos pelos quais a atividade coordenada de neurônios conectados uns aos outros em circuitos dá origem à função cerebral. Sua equipe se concentra em três questões principais: Qual é o diagrama de fiação das conexões que unem os neurônios em um circuito? Como a informação flui por um circuito neuronal? E como a função dos circuitos cerebrais permanece confiável apesar do ruído? Para responder a essas perguntas, a equipe de Lois está desenvolvendo novas tecnologias genéticas para identificar a conectividade neuronal para manipular as propriedades biofísicas dos neurônios e registrar sua dinâmica. Seu laboratório utiliza organismos modelo para estudar processos no cérebro, como a memória .