Genetic determinants of human phenotypes: understanding human infectious diseases by computational biology methods

Genetische determinanten van menselijke fenotypes: menselijke infectieziekten begrijpen door computationele biologiemethoden

Genetische en omgevingsfactoren zijn bepalend voor menselijke eigenschappen, ook wel bekend als fenotypes. De onderliggende mechanismes van complexe eigenschappen zoals het verloop van infectieziektes zijn echter nog grotendeels onbekend. Zhang beoogt in zijn proefschrift de genetische basis van complexe menselijke eigenschappen te begrijpen met systeembiologie (SB). SB maakt gebruik van kwantitatieve metingen, computationele modellen, en high-throughput screening om biologische systemen te ontcijferen. Next-generation sequencing technologieën maken het mogelijk menselijke moleculaire eigenschappen kosteneffectief op grote schaal te profileren, waardoor het biologieonderzoek in het multi-omics tijdperk is beland.

Omics-studies zijn begonnen met genomics. Door genomics te combineren met transcriptomics en epigenomics, kunnen regelgevende netwerken bestudeerd worden die aan fenotypes ten grondslag liggen. Zhang heeft genetische regulatierelaties in gezondheid en ziekten bestudeerd door allelspecifieke expressie en allelspecifiek open chromatine te identificeren. Vooruitgang in omics-methoden biedt ook mogelijkheden om fenotype- of ziekte-geassocieerde genetische varianten te identificeren en te bestuderen met behulp van methoden zoals genoomwijde associatiestudies (GWAS). GWAS hebben talrijke genetische associaties met fenotypes en ziekten opgeleverd. Door de beperkte biologische kennis is het echter nog niet mogelijk om de meeste van deze bevindingen te interpreteren. Daarom is het ontleden van de moleculaire functies van GWAS-varianten belangrijk in het post-GWAS tijdperk.

Belangrijk is dat de integratie van multi-omics data een antwoord kan geven op de vraag hoe informatie in biologische systemen stroomt. De integratie is biologisch informatief omdat het de biologische signalen weergeeft die ten grondslag liggen aan interessante fenotypes of ziektebeelden. Bovendien verdiepen single-cell methoden de biologische kennis door kenmerken en functies per cel vast te leggen. Zhang heeft de genetische determinanten van menselijke moleculaire eigenschappen onderzocht - allelische onevenwichtigheid en gastheerreacties op pathogene virussen.

CV Zhenhua Zhang

Zhenhua Zhang (1990) behaalde in 2014 zijn bachelor in Landbouwkunde aan de China Agricultural University, China, en in 2017 zijn master in plantenpathologie op het gebied van bio-informatica aan dezelfde universiteit. In hetzelfde jaar kreeg hij een fellowship van de China Scholarship Council (CSC) en begon hij aan zijn promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen en het Universitair Medisch Centrum Groningen. Onder (mede)supervisie van Prof. Dr. Morris A. Swertz, Prof. Dr. Yang Li en Dr. K. Joeri van der Velde bestudeerde Zhang genetische determinanten van humane infectieziekten, zoals HIV-1 en SARS -CoV-2-infectie, met behulp van computationele biologiemethoden. De titel van zijn proefschrift luidt: Genetic determinants of human phenotypes: understanding human infectious diseases by computational biology methods.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/a3332bad-2b7e-455d-978e-4a071b904e37