5.6.2020
Doktorsavhandling i datavetenskap
MSc Krishna Kanhaiyas doktorsavhandling i datavetenskap framläggs till offentlig granskning fredag 12.6.2020 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter Target Controllability of Cancer Networks.
Framsteg inom teorin om komplexa nätverk och nätverksbiologi banar en ny väg när det gäller att definiera mänsklig hälsa genom studiet av nätverk av proteiner, gener, metaboliter, moduler över stigar för cellsignalering, och kliniska data.
Kombinationer av storskaliga biologiska datamängder och koncept från nätverksteori samt systembiologi skapar nya insikter i de komplexa dynamiska processer som är inblandade i mänskliga sjukdomar såsom cancer. För att utveckla nya datadrivna beräkningsverktyg för att upptäcka insikter i mänskliga sjukdomar och för en ny anfallsvinkel gällande multiläkemedelsbehandlingar för personlig terapeutika behövs kombinationer av den högkvalitativa mängden av mänskliga interaktoma nätverk, sjukdomsspecifika uttrycksdata, och kraftfulla algoritmer för styrbarhet av nätverk. Därför fokuserar vi problematiken i denna avhandling på att integrera nätverksbiologi och sätt att närma sig styrbarhet av nätverk, på att få användbar insikt i hittandet av de komplexa mekanismerna i cancernätverk, och att öppna dörren för ett nytt sätt att närma sig läkemedelsmål kallat multiläkemedelsterapeutika.
Första delen av avhandlingen introducerar nätverksbiologins sätt att studera interaktomen av de biologiska systemen och dekoda de cellulära informationsprocesseringssystemens kopplingsschema. Den avslöjar en mängd av intramolekylära förhållanden på hög nivå inklusive protein-proteininteraktionsnätverk (PPI), proteinföreningsinteraktioner, genreglerande interaktioner, och metaboliska stigar. Dessa interaktioner spelar nyckelrollen i utvecklingen av sjukdomar och diverse typer av cancer. Ett kännetecken för sådana nätverk är att ett fåtal noder i nätverket är i hög grad sammanhängande med andra noder. Ett annat kännetecken är att en grupp fysiskt och funktionellt sammankopplade molekyler som försöker uppnå en gemensam biologisk process har en modulär struktur. Dessutom kan full (partiell) styrbarhet av dessa intracellulära nätverk åstadkommas genom ett minimum av målnoder.
I den andra delen av avhandlingen presenteras styrbarhet av nätverk och några av de algoritmer som har använts i våra fallstudier av olika typer av PPI-signalnätverk för cancer. Under den senaste tiden har teori om nätverkskontroll använts allt mer inom ingenjörskonst och matematik, vilket också banar väg för att undersöka kontrollprinciper för komplexa biologiska interaktionsnätverk via en minimal mängd inmatnings- (förar-)noder. Enligt kontrollteorin kan ett dynamiskt system styras så att dess utmatning drivs mot några önskade slutgiltiga tillstånd (t.ex. PPI-nätverk inriktar sig på proteiner nödvändiga för cancer). Därför är det nödvändigt att förstå dynamiken i dessa komplexa nätverk och deras utvecklingsregler (uttryckta som ett linjärt ekvationssystem), vilka reglerar systemdynamiken över tid.
Denna doktorsavhandling presenterar målinriktad styrteori, finjusterad för analys av specifika PPI nätverk för transduktion av cancersignalering. Den styrmetod som presenteras här kan vara ett imponerande ramverk för effektiv utveckling av fler-drogterapi. Vi förväntar oss att vårt tillvägagångssätt kan möjliggöra ett nytt sätt för verkningsfull och effektiv målterapi samt en viktig resurs för personlig medicin mot cancer.
Krishna Kanhaiya disputerar vid Åbo Akademi fredagen den 12 juni 2020 kl. 13. Opponent är professor Jing Tang, Helsingfors universitet, och kustos är docent Eugen Czeizler, Åbo Akademi.
På grund av rådande omständigheter kan disputationen inte följas på plats och ställe, utan på distans via adressen: https://aboakademi.zoom.us/j/67670648939?pwd=YlZ5WXJmSEo2cS8xbDdLMWNNbUpzUT09. (Se nedan för praktiska anvisningar.)
Krishna Kanhaiya är född 1.1.1987 i Ranchi, Indien. Han avlade studentexamen 2005 vid St. Xavier’s College, Ranchi, Indien, och BSc-examen 2008 vid Ranchi University, Ranchi, Indien, samt MSc-examen 2011 vid Birla Institute of Technology, Ranchi, Indien.
Krishna Kanhaiya kan vid behov nås per telefon 046 542 3024 eller e-post krishna.kanhaiya@abo.fi.
Avhandlingen finns elektroniskt i Doria: https://www.doria.fi/handle/10024/177452?locale=lsv.
Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.
Praktiska anvisningar för att följa med disputationen på distans
För att följa med disputationen behövs programvaran Zoom eller webbläsaren Google Chrome. Du behöver inte skapa ett Zoom-konto för att kunna följa med disputationen. Om du installerar appen deltar du genom att klicka på möteslänken varefter du bör tillåta att länken öppnas i Zoom-appen.
Under disputationen bör åhörarna inte slå på sin mikrofon eller video (av sig själva).
I slutet av tillställningen är det möjligt att ställa frågor. Har du en fråga kan du visa det genom funktionen ”Raise Hand”. Förbered dig gärna genom att ha en mikrofon installerad på din dator eller genom att ha frågan färdigt formulerad i ett textdokument på datorn därifrån du sedan kopierar in den i Zooms chattfunktion.
Frågor om åhörarnas ev. tekniska problem bör inte ställas via Zooms chatt.