暑期学者计划

教师的导师

生活方式干预促进健康改变（LIVE WELL）

（为期五周）

肥胖是美国乃至全球发达国家最普遍、最立即博的慢性疾病之一。肥胖是多种因素复杂相互作用的结果，包括遗传、行为、教育和来自社会的各种影响。它与生活质量下降、许多严重健康状况的风险增加和预期寿命缩短有关。随着肥胖患病率的上升，已知合并症的患病率也在上升，如2型糖尿病、冠心病、中风、高血压、血脂异常以及某些癌症。

目前的肥胖管理指南建议采取分步或多模式的方法，包括改变生活方式、行为咨询、药物治疗和手术。2016年AACE/ACE治疗BMI指数为bb30的患者指南将生活方式干预作为管理的第一步。生活方式的改变包括减少卡路里的摄入，增加体力活动以及动机或行为干预。下一步是药物治疗，而手术治疗被认为是第三种选择。肥胖医学协会（OMA）也建议采用多模式的治疗方法，但将饮食改变、体育活动、动机咨询和药物治疗作为治疗的四个同等基础。管理的目标包括改善病人的健康、生活质量以及体重和身体成分。

本研究的目的是确定一种由医生主导的、多学科的治疗肥胖的方法的有效性，这种方法包括营养、运动和动机咨询的任何组合。为了帮助参与者实现他们的减肥目标，他们使用了两个应用程序：FitBit（帮助自我监控他们的活动）和MetricWire（一个EMA平台，包含了研究的所有组成部分：饮食计划、行为改变视频和身体活动目标）。虽然有一些研究结合了各种体重控制策略（饮食、运动、咨询、药物治疗和手术）的组合，但我们将在学术/大学环境中调查这些类似的干预措施，并进一步评估其疗效和对其他变量（如生活质量和慢性病）的影响。我们的最终目标是更好地了解这种合作模式对肥胖治疗的影响。

推进癌症治疗：Nrf2抑制剂的合成

（为期9周）

癌症仍然是一个重大的全球和国家卫生挑战。2022年，全世界新诊断出近2000万例癌症病例，导致970万例死亡，预测显示，到2040年，每年癌症病例将惊人地增加到2990万例，死亡人数将达到1530万。在美国，2021年报告了1,777,566例新的癌症病例，2022年有超过60.8万人死于癌症。

导致高死亡率的所有类型癌症面临的一个主要挑战是抗癌药物耐药性，这是一种药物效力显著降低或完全丧失的现象。抗肿瘤药物耐药性的一个关键因素是一种名为Nrf2的蛋白质的过度激活。Nrf2过度激活通过减少氧化应激和绕过健康细胞典型的生长阻断检查点来促进癌细胞的生长和转移。这凸显了迫切需要能够抑制Nrf2的药物来改善癌症治疗和患者生存。

不幸的是，目前还没有可用的Nrf2抑制剂，因为Nrf2是一种具有挑战性的有效靶向蛋白。为了解决这个问题，我的团队开发了一种新的药物化学方法来获得有效的Nrf2抑制剂。奥古斯塔大学的本科生通过这种努力合成了20多种有机分子。我们在乔治亚癌症中心和意大利帕多瓦大学的合作者正在测试这些分子对癌细胞的作用，包括肝癌和脑癌。这些化合物旨在通过破坏Nrf2与α5蛋白的相互作用来阻断Nrf2的核内化，α5蛋白负责将Nrf2从细胞质转运到细胞核。我们发现了一种名为S1P4的分子，在50 μM的浓度下，它可以使Nrf2的活性降低约50%。

确定三阴性乳腺癌中CXCR3/CXCL10和NF-kappaB信号通路如何连接以改变巨噬细胞表型

（为期五周）

尽管在治疗乳腺癌方面取得了巨大的临床成就，但转移（原肿瘤向身体其他部位扩散）仍然是患者生存的障碍。大多数乳腺癌死亡是由一种极具侵袭性的三阴性乳腺癌引起的，这种乳腺癌的特点是有大量的免疫细胞，称为巨噬细胞。在本项目中，我们将专门研究两种主要信号通路（核因子- kappab和CXCR3/CXCL10轴）如何相互作用以影响三阴性乳腺癌的免疫细胞功能。该项目是一项更大的研究的一部分，该研究的重点是这两种信号通路如何相互作用以影响乳腺癌转移。作为这项研究的一部分，我和我的学生将使用一种新的转基因小鼠模型，该模型在巨噬细胞中缺乏核因子- κ b途径。我们的假设是，CXCR3/CXCL10信号轴和核因子- κ b途径相互作用，促进巨噬细胞获得另一种促瘤活性，这将导致三阴性乳腺癌样转移的侵袭性。由于CXCR3/CXCL10的基因表达趋势在不同的癌症亚型中是相似的，并且异常的NF-kappaB信号传导是许多癌症的标志，因此这项工作可能对许多其他癌症类型也有影响。

跑步机类型影响跑步特性吗？

（为期9周）

跑步机是锻炼设施和人体表现景观研究中不可或缺的一部分。Jones & Doust（1996）证实了利用跑步机复制地上跑步的有效性，他们报告说，在机动跑步机上以1%的坡度跑步（MT）会引起与平地上跑步相似的摄氧量。然而，与更开放的标准运动环境相比，在MT上进行训练有一些限制。两个主要的限制是标准化速度和使用跑步机时所需推进力的减少（Riley et. Al., 2007, Alton et. Al., 1997）。然而，即使MT跑步有这些明显的限制，它仍然是任何健身房设置中最受欢迎的设备之一。

一种减轻MT的适应是弯曲的非机动跑步机（cNMT）。这种新装置与传统的跑步机相似，但跑步带是凹面的，由跑步者推动。cNMT本身不仅对耐力运动员的未来训练有很大的影响，而且对其他运动员和日常健身者也有潜在的帮助。一些好处包括在跑步机上增加类似于地面跑步的推进力，以及将速度控制权交还给用户。一项比较研究发现，在MT和cNMT上以相似的速度运行给cNMT用户带来了更大的锻炼（Schoenmakers & Reed, 2018）。不幸的是，由于cNMT是一项较新的发明，关于使用这种设备的优点和缺点的研究有限。

当前的项目有两个主要目标。第一个目标是确定跑步机类型是否会影响跑步过程中的肌肉活动。该项目的第二个目标是确定跑步机类型是否影响跑步者的地面反作用力。如果通过这个项目完成这两个目标，将更多地揭示有效的方法来锻炼运动员，患者和休闲健身者。

利用人工智能有效预测癫痫发作

（为期9周）

癫痫是一种神经系统疾病，其特征是经常出现癫痫发作症状，患者可能会失去意识。它是最常见的神经系统疾病之一，每年影响全球约200万人。这种情况的严重性集中在癫痫发作事件的突然发生。这可能导致受伤、事故，甚至死亡。预测癫痫发作将是一个开创性的医疗保健解决方案，将提高癫痫患者的生活质量。

人们提出了许多基于机器学习的方法来预测癫痫发作，并且准确率很高。然而，机器学习技术的高计算成本和高能耗限制了其在可穿戴设备实时操作中的应用。为了克服这个问题，PI建议开发一种新的癫痫发作预测方法，该方法基于人工智能模型，该模型受大脑启发，因此节能，其中人工神经元仅在接收到单独的事件时进行计算。该方法带来了一种高效节能的计算方法，有助于在实时设置中以高精度和低功耗预测癫痫发作，从而实现开发癫痫发作预测可穿戴设备的最终目标。

学生将接受强化训练，并将从事研究活动。具体来说，学生将学习人工智能的基础知识，如何开发、训练和测试成功的人工智能算法，如何设计神经网络，识别其当前的局限性，以及如何解决这些问题。此外，学生将获得有关癫痫，脑电图信号，以及如何可视化，分析和处理这些信号的知识。学生将学习如何进行成功的研究，如文献综述、批判性思维、创造性解决方案、设计实验、验证结果、比较分析和制定结论。此外，学生还将接受撰写摘要、制作演示文稿和海报以及展示自己作品的培训。导师的实验室计算资源将被用来完成这些任务。导师将通过监督学生和每周会议来确保研究活动及其目标的实现，学生可以在会议上展示他/她的进展，导师评估进展，解决问题，并指导学生的持续智力发展。

探索集体多粒子现象：揭示相互作用系统的动力学

（为期五周）

概述：响应外部变量的时变集体多粒子现象是复杂系统的有力探测。它们为系统的潜在动力学和相互作用提供了有价值的见解，揭示了其复杂的结构和行为。这些现象通常出现在许多相互作用的组件或单元的集体行为中，这些组件或单元的个体行为以产生新的，通常是意想不到的属性的方式耦合在一起。一般来说，这些元素可以是任何东西，从材料系统中的电子到各种磁铁中的磁矩，蛋白质中的重复氨基酸，细胞内的基因，或者有助于我们认知功能和记忆的神经元。例如，材料中许多电子的集体行为产生了超导现象，电子配对并无阻力地流动，以及自旋以协调的方式排列的磁性。同样，许多氨基酸之间的相互作用决定了蛋白质的折叠和整体结构，这对其生物功能至关立即博。神经元通过它们在大脑中的集体活动，在处理信息、实现记忆形成和决策方面发挥着立即博作用。此外，激光控制原子的集合决定了可用于量子计算的通用特性的命运。理解这些复杂的集体现象是推动科学、技术和医学进步的关键。

然而，理解粒子系统中这些随时间变化的动力学是量子物理学中最具挑战性的问题之一，它发生在微观系统中。在这方面，组装和理解超冷原子系统，其中原子被冷却到非常低的温度是至关立即博的，原因有很多。它们为理解包括集体行为在内的基本量子物理学提供了一个实验平台，使我们能够模拟其他复杂系统（如生物物质）的物理学，并在精密测量传感器和量子计算等技术应用中非常有用。

主要目的：本研究的主要目的是建立一个理论方案来理解强相互作用费米原子系统的集体时间动力学行为。强相互作用费米原子系统是原子物理界研究最丰富的实验系统之一。激光控制的强相互作用原子系统的物理特性与其他复杂致密材料系统如中子物质和生物材料有联系。我们提出了两种不同的理论方法，即流体动力学理论和线性响应理论来研究激光控制原子系统的集体方面。

发育性脑损伤的修复机制

（为期9周）

早产是一个重大的公共卫生问题，影响着美国约10%的分娩。早产引起的脑损伤是神经发育障碍的主要原因，随着早产婴儿存活率的增加，脑损伤是一个日益严重的负担。早产儿出生时呼吸系统不发达，在关键的神经发育时期暴露在低氧环境中。早产幸存者中最常见的损伤是白质损伤（WMI）。在这种损伤中，异常髓鞘形成是由中枢神经系统的髓鞘细胞受损引起的。虽然WMI的细胞和解剖学发病机制已经很清楚，但驱动损伤进展和修复的分子机制尚不清楚。揭示WMI的潜在机制对于寻求更有针对性和更有效的早产儿治疗至关立即博。

小鼠和人类神经发育的不同时间线允许早产的实验模型，新生小鼠被置于低氧环境中。该模型广泛再现了WMI中观察到的原发性功能和病理异常。由于WMI是由低氧环境引起的，损伤进展和修复背后的基因表达变化可能是由表观遗传机制指导的。此外，经验干预在促进WMI恢复中的有效性进一步表明了表观遗传机制的作用。早产儿的损伤和修复机制是否相同，对于确定小鼠模型中发现的可翻译性至关立即博。

我们之前的工作筛选了WMI后少突胶质细胞基因表达的变化，发现了几种受影响的组蛋白修饰酶。该项目将测试赖氨酸去甲基化酶（JMJD1C）指导新生儿脑损伤恢复的总体假设。该项目的主要目标是：1)在我们的少突胶质细胞特异性敲除模型中确认JMJD1C的有效敲除，2)表征JMJD1C敲除后少突胶质细胞谱系细胞动力学，以及3)确定JMJD1C敲除后WMI的功能恢复情况。

听者经验对感知的影响

（为期9周）

口语交流需要一个非凡的过程，将思想转化为复杂的动作，而这些动作反过来又产生与意思相对应的声音。虽然许多听众似乎毫不费力地完成了这种转变，但听力理解的缺陷是普遍存在的，很少用听力损失来解释。这些缺陷会对日常活动产生惊人的影响，对一个人的健康至关立即博。这项研究的总体目标是研究听力理解是如何受到听力损失等无法解释的因素的影响的，比如听者的先前经验和语音信号的质量。我们将在两个单独的研究中讨论这个问题的两个方面。

研究1：第一项研究是去年夏天项目的延续。

本研究将重点研究单词的识别，单词之间的发音结构相似度，重叠位置以及语音信号质量（嘈杂或清晰）对单词识别的影响。虽然这些机制还没有被很好地理解，但有一些证据表明，两个单词之间语音重叠的位置会对单词识别产生不同的影响（Radeau et al., 1995）。因果机制的差异尚不清楚，解决当前的争论需要进一步的调查。与噪音影响的相互作用可以为这场辩论提供大量的见解，正如他们在其他研究中所做的那样（Guediche et al., 2021）。这将是第一个研究噪声影响作为重叠位置的函数的研究。此外，这些差异在对患者群体的研究中立即博了。至关立即博的是，患者在听时表现出与典型听者相似的单词发音结构的差异，这在某种程度上与脑损伤的位置有关。（Blumstein等人，2000）。去年夏天，我们专注于清晰刺激的实验。今年夏天，我们将用噪音刺激进行实验。

研究2：本研究的重点是在患者群体中进行适应性训练范式之前和之后的声音分类。参与这个项目的暑期CURS学生将只专注于研究的初始阶段，帮助为实验创造刺激，并检查招募失语症患者的可能性。

这两项研究都将是该实验室在临床人群中进行未来研究的先驱。其目标是为获得NIH的资助而收集初步数据。

丝氨酸和白细胞介素-6对健康和寿命的影响

（为期9周）

项目1:

20多年来，氨基酸代谢调控一直是衰老生物学领域的研究热点。大多数对氨基酸的研究都集中在必需氨基酸上，这些氨基酸不是我们体内产生的，我们必须从饮食中获取。然而，近年来，非必需氨基酸的作用越来越被人们认识到，对健康寿命也非常立即博。这里，我们重点介绍非必需氨基酸丝氨酸，它是体内最丰富的氨基酸之一，参与多种代谢途径，有些具有促进健康的作用，有些具有降低健康的作用。例如，丝氨酸可以转化为甘氨酸，而甘氨酸的增加与寿命的延长有关。然而，丝氨酸也可以被分解成神经酰胺和鞘脂，这两者都与负面的健康结果有关。因此，关于丝氨酸调节如何直接影响健康和寿命，我们的知识有很大的差距。

在这里，我们将使用果蝇，黑腹果蝇，通过补充和基因操作实验来测试丝氨酸调节对健康和寿命的影响。我们将在果蝇饮食中补充过量的丝氨酸，以观察外源性丝氨酸的增加如何影响果蝇晚年的健康。我们还将敲低丝氨酸代谢途径中的基因表达，以了解它们对生物体健康和寿命的影响。这些将包括丝氨酸到甘氨酸生物合成途径中的基因，以及丝氨酸到神经酰胺的转化。学生将完成果蝇的寿命和健康分析（身体功能和压力），以及分子生物学（qPCR）来确认我们的基因敲除。我们假设，饮食中增加丝氨酸将延长寿命，改善所有年龄段的健康状况。

项目二：白细胞介素-6反式信号，炎症与衰老

炎症是我们身体中一种立即博的生理反应。当身体暴露于病原体和身体受伤需要修复时，炎症信号就会被激活。然而，如果炎症分子在不需要的时候被释放出来，它们会对身体产生负面影响。随着个人年龄的增长，他们的身体会产生炎症信号，即使没有明显的激活因素。这种炎症的慢性增加通常被称为“炎症”，而最常研究的炎症标志物是白细胞介素-6 （IL-6）。IL-6已被证明会随着年龄的增长而增加，身体虚弱的人血液中的循环水平比健康的老年人高。完全去除IL-6会导致小鼠的负面健康结果，因为它们不能对感染产生反应，也不能正确地完成伤口愈合，因此人们对在不完全去除IL-6的情况下减少IL-6信号的方法感兴趣。有趣的是，IL-6信号通过顺式和反式两种途径传递，而反式信号特别与IL-6刺激的负面影响有关，尽管从未测试过它对年龄的特定影响。

在这里，我们使用了一种新的小鼠模型，它只具有IL-6反式信号的遗传减少。我们感兴趣的是了解IL-6反式信号的减少是否会导致晚年健康的改善。在这个暑期项目中，学生将有机会测量老鼠的健康状况，并发展分子生物学技能。我们将通过体重和握力测量来测量动物的健康状况，这些测量将每周在年老和年轻的老鼠中进行。我们将收集这些动物的血液，看看IL-6反式信号的减少如何影响线粒体功能。最后，我们将使用已经收集的组织（脂肪和肝脏）来观察细胞衰老的标志物。用qPCR和Western blots检测线粒体功能和衰老标志物。

急性运动对双任务认知、姿势和步态的影响

（为期9周）

背景：长期运动导致大脑功能和结构的变化已经得到证实。有趣的是，剧烈的有氧运动可以在运动后20分钟内提高记忆力，这可能是由于血流量增加、神经营养素和儿茶酚胺等因素的作用。然而，个体运动对其他认知领域或双任务（即认知+运动任务）姿势和行走的独特贡献尚不清楚。更好地了解急性运动对认知和双重任务的影响，可能有助于深入了解潜在的机制，并为治疗干预提供见解。

目的：本研究的目的是确定1)急性运动对认知、双任务姿势和双任务行走的影响，以及2)24小时后健康年轻人的结局是否可能恢复到运动前水平。

方法：招募22名健康青年完成一系列认知领域的标准神经心理测试：集移（Trail-Making Test）、抑制（Color Word Stroop Test）、处理速度（Digit Symbol Substitution Test）、空间定向（Benton Line orientation判断测试）、工作记忆（Forward/Backward Digit Span Test）和听觉言语记忆（Rey听觉言语学习测试）。然后，参与者将在一个力平台上完成一系列60秒的站立任务，他们的脚在一起，同时或不同时进行认知任务。然后，参与者将在佩戴APDM惯性传感器和不同时执行认知任务的情况下执行一系列单任务和双任务4米步行条件。接下来，参与者将在跑步机上以55-65%的最大心率进行20分钟的步行/慢跑，由Polar Beat胸带心率监测器监测。参与者将每两分钟用博格量表对自己的体力消耗进行评估。在20分钟的有氧运动后，以及24小时后，参与者将完成相同的认知、姿势和行走测试。

意义：本研究可能对单次运动对认知和运动域的独特贡献提供见解，并为治疗干预设计提供见解。

运动员-粉丝身份一致性在签名品牌扩张中的效应检验

（为期9周）

安德玛的库里品牌体现了一种日益增长的趋势：将运动员的标志性品牌扩展到次要运动中。虽然具有创新性，但如果消费者没有意识到运动员与新运动之间的真实联系，这些举措可能会有风险。为了解释为什么一些扩张成功而另一些失败，本研究将认同理论应用于运动员-粉丝关系。当球迷的期望与运动员的自我认知一致时，身份一致性就会发生，从而促进消费者的积极反应。相反，当粉丝感到不一致时，他们可能会怀疑品牌延伸的真实性，并拒绝接受。

本研究的重点是情境因素，特别是运动员的职业生涯阶段，如何影响运动员-球迷身份一致性。它假设一致性，从而成功的品牌扩张，不是静态的；这取决于运动员是处于职业生涯的早期、中期还是晚期。由于缺乏信誉和不确定的长期意义，早期职业运动员可能很难在次要运动中获得认可。随着运动员进入中后期阶段，与粉丝的熟悉度和信任度也会增加，这可能会增加品牌延伸到次级运动的合法性。

此外，本研究还考虑了运动员在其主要运动项目中的场上表现的调节作用。高表现可能会增强粉丝的信心和接受新品牌类别的意愿，而低表现可能会阻碍这种接受。运动员与球迷身份一致性的增加，反过来会增强球迷对真实性和正当性的认知，最终导致更强的购买意愿。

为了验证这些假设，研究1将招募150名参与者，并使用假设情景，操纵职业阶段来测量效果。研究2有300名参与者，将使用职业生涯阶段和表现水平来复制设计，考察实际运动员和品牌。两项研究的样本将从Mturk （AU clinincard批准的平台）收集，使用ANCOVA使用SPSS 29进行数据分析。

基于课程的本科生研究体验（CURE）的小规模试验，让学生建立自己的信号通路

（为期9周）

合成生物学为剖析生物过程的原理提供了一种新的还原论方法。我们的首要目标是利用果蝇的翅膀作为一个合成生物学平台，在这个平台上开发必要的工具来控制多种工程细胞间的信号传导途径。我设计了一个基于课程的本科研究体验（CURE），这将加强我目前的细胞生物学（CB）和高级细胞生物学（ACB）的教学。cure整合了科学实践、发现、合作和对科学问题的实际调查，并通过增加追求科学事业的愿望和科学探究中的代理感来影响学生的长期发展。这门名为“构建你自己的信号通路”的课程（学生们称之为BYO）将作为我的ACB课程的补充，作为一个2学分的可选实验组成部分，涉及约15名学生以小组为单位测试他们自己的假设。

我的实验室已经开发了大量的合成信号成分，这些成分具有不同的特性，并建立了一个数学模型，说明这些成分在果蝇翅膀中是如何工作的，这些成分共同构成了BYO的基础。我们有一个具有不同“模块”的合成组件库，学生可以选择这些组件来产生不同的组合，从而改变信号转导特性，如效能、信号依赖性、对机械性能的敏感性和信噪比。项目的学习成果是：

• 理解和应用细胞通讯的核心概念。

• 动手经验和欣赏的实验基准和模式生物。

• 体验研究项目的工作流程。

• 合作的乐趣及其对研究的影响。

锂离子诱导的集束管插层电池中质子运输的中断

（为期9周）

项目描述：锂是一种有效的情绪稳定剂，在现代精神病学实践中继续广泛使用。锂离子治疗最常见的不良反应之一是肾源性尿尿症，表现为由于集尿管主细胞中血管加压素（AVP）信号受损而导致尿浓缩能力降低。虽然在接受锂治疗的患者中也有远端小管酸中毒的报道，但锂对集管插层细胞和肾酸碱运输的病理生理影响的分子决定因素仍有待充分阐明。据报道，a嵌入细胞中gq偶联抗利尿激素1a受体（V1aR）的激活可诱导细胞内钙动员并刺激腔内质子分泌，导致尿液酸化。AVP信号受损导致尿碱化，并可解释代谢性酸中毒的发生。目的与假设：本研究的目的是测试锂是否会降低v1ar诱导的小鼠集管细胞内钙反应和a -插层细胞的质子分泌。我们假设锂损害了a插层细胞中依赖v1ar的细胞内钙信号，导致收集管中腔内质子分泌减少。方法：我们将使用免疫荧光成像技术收集从C57BL/6NJ小鼠（Jackson实验室）新鲜分离的导管段，这些小鼠接受常规Teklad 2918食物（对照组）或含有0.3%碳酸锂（锂处理）的Teklad 2918为基础的饮食，以评估锂如何影响v1ar介导的细胞内钙信号，嵌入细胞的质子运输。意义：插层细胞内的细胞内钙信号是集管中酸碱处理的立即博决定因素。我们的研究结果将揭示锂是如何影响avp依赖性细胞内钙反应和质子运输的。该项目将描述锂治疗动物和患者代谢性酸中毒发展的机制。

探索由新酶生物合成的天然产物

（为期9周）

天然产物（NPs）是微生物和植物产生的化合物，是药物和药物先导物的立即博来源。随着1928年第一种纯抗生素青霉素的发现和分离，NPs的临床应用获得了发展势头。从那时起，许多NPs被隔离并拯救了数十亿人。在过去的40年里，超过60%的美国食品和药物管理局批准的小分子药物来源于NPs。然而，抗生素耐药病原体引起的感染在全球范围内正在增加，预计将成为未来对人类健康的最大威胁之一。因此，临床使用的新候选药物需求量很大。

NPs是通过调节复杂化学反应的各种蛋白质的协调作用合成的。因此，这些分子结构多样，使用传统的有机合成技术通常难以复制或修饰。研究NP生产的生物合成途径并将其用于生物合成或半合成方法是使现有NP多样化甚至开发新的“非自然”NP样分子的有吸引力的途径。

最近，在NPs生物合成过程中催化独特N-N键形成的新蛋白质已经被表征。这一发现导致了许多新的NPs及其生物合成途径的鉴定。这些蛋白质的一个显著特征是一个被称为“cupin”的特殊催化区域。库宾蛋白是一种极其多样化的蛋白质，参与初级和次级代谢，以及具有非酶（非催化）作用。由于其高度多样性，我们预计存在更多未开发的含有“cupin”结构域的NP生物合成蛋白。生物信息学分析证实了这一假设，我们根据资源的可用性选择了一种含铜蛋白进行进一步研究。在本项目中，我们旨在利用生物化学和分析化学技术发现一种新的NP，其生物合成涉及含铜蛋白。

他人的社会认知

（为期五周）

尽管社会进步了，但W.E.B.杜波依斯（W.E.B. DuBois）“20世纪的问题是肤色界限的问题”的见解在今天和一个多世纪前一样正确。然而，关于种族如何影响人们对彼此的看法的研究仍然局限于白人和黑人的动态(Burson & Godfrey, 2018；克雷格和里奇森，2012)。在一个日益多样化的国家（Krosch et al., 2022），研究其他种族群体的种族认知是很立即博的。当前项目的目的是检查和扩展先前基于零和认可的群体认知的发现。

零和信念是一种信念，认为一个群体的收益必然以另一个群体的损失为代价。先前的研究发现，白人美国人支持对黑人美国人的零和观念，因此当黑人美国人取得进步时，白人美国人就会失败（威尔金斯等人，2015）。然而，美国黑人认为每个群体的收益与另一个群体无关（Wilkins et al., 2015）。立即博的是，零和信念的支持可以预测反移民情绪（Esses等人，2001）和反对社会变革（Stefaniak等人，2020），甚至在其他动态（例如男性与女性等）中也是如此。

有趣的是，我发现亚裔和非裔美国人对彼此的零和认知程度相同（Nguyen et al., in prep）。然而，亚裔美国人对黑人的零和观念预示着他们对黑人和“黑人的命也是命”运动的态度不那么积极。这一发现表明，零和信念在少数种族中可能起着不同的作用。目前的研究将检验零和支持如何预测黑人和拉丁裔美国人对彼此的感情。目前的项目很立即博，因为它将增加我们对少数民族及其观念的心理理解。在一个日益多样化的国家，这种理解对决策者和政治领导人都具有实际立即博性。

环境污染对SARS-CoV-2传播影响的建模

（为期9周）

由SARS-CoV-2病毒引起的COVID-19大流行对全球卫生系统、经济和社会结构产生了深刻影响。虽然在了解该病毒的传播动态方面取得了重大进展，但环境污染在促进其传播方面的作用仍然是一个关键的调查领域。该研究项目旨在探索环境宿主与人类感染动力学之间的相互作用，以提供对病毒传播机制的理解。

SARS-CoV-2主要通过呼吸道飞沫、气溶胶和人类直接接触传播。然而，越来越多的证据强调了环境污染在维持病毒传播中的潜在作用。表面（污染物）、水系统和空气可作为病毒的宿主，根据温度、湿度和表面材料等环境条件的不同，病毒的持续时间也不同。尽管有这些发现，但这些环境途径对SARS-CoV-2整体传播的定量贡献仍然知之甚少。这方面的知识差距阻碍了制定有效的缓解战略，特别是在人口密集或资源有限的环境中。

研究意义：了解环境污染在SARS-CoV-2传播中的作用，对于告知公共卫生干预措施至关立即博。通过将环境因素纳入流行病学模型，本研究旨在：量化不同环境水库对传播动态的贡献；评估诸如加强清洁方案和改善通风等干预措施的有效性；为决策者和公共卫生官员提供可操作的见解，以设计控制战略，解决人与人之间和环境人与人之间的传播途径。我们提出的项目结果：将加强对SARS-CoV-2动态的理解；将提交给同行评审的本科生期刊发表，并将在年度本科生研究和美术会议以及其他会议上发表。

研究目标：本研究项目的目标是制定和分析SARS-CoV-2的人传人途径和环境传人途径模型。我们将扩展现有的流行病学框架，例如易感-暴露-感染-康复模型，以包括充当病毒宿主的环境隔间（例如，表面、空气和水）。我们将利用疾病控制和预防中心的数据来参数化模型，包括病毒衰减率、污染率和感染概率。此外，我们将进行模拟以探索环境污染在不同条件下的影响，例如不同水平的人类活动，清洁频率以及温度和湿度等环境因素。最后，我们将分析缓解策略的潜在影响，例如消毒方案和通风改善对降低整体传播风险的影响。

肿瘤年龄和缓解时间的随机建模和分布

（为期9周）

肿瘤大小到达特定屏障的首次通过时间（FPT）对于评估抗癌治疗的疗效和了解某些罕见的自发缓解事件非常立即博。

对于某些经过验证的描述肿瘤体积的随机模型，本文获得了肿瘤大小的移动屏障，其中FPT概率密度函数（PDF）在肿瘤大小达到移动屏障时首次存在显式解。随机肿瘤动力学包括以不同速率进行的抗癌治疗/治疗。获得第一通道时间分布（FPTD）并用于计算肿瘤的年龄及其倍增或缓解时间。还计算了使肿瘤缓解所需的治疗努力。这项工作应用于实验数据，包括最初来源于C57BL/6小鼠自发肿瘤的小鼠Lewis肺癌细胞。

黑色素瘤新疗法的合理设计与合成

（为期9周）

皮肤癌是美国最常见的癌症，黑色素瘤是最致命的一种。黑色素瘤起源于皮肤中产生色素的细胞，是青少年和年轻人中第三大常见癌症，年增长率为1.4%至1.6%。仅在2015年，美国就预计有超过7.4万例新病例。除了严重的病理影响外，黑色素瘤还会影响患者的生活质量、长期生产力，并带来巨大的医疗成本，特别是考虑到它在年轻人群中的流行。

尽管在治疗方面取得了进步，包括免疫疗法和braf靶向治疗，但由于其侵袭性和耐药机制，黑色素瘤仍然是一种具有挑战性的恶性肿瘤。尽管联合疗法在提高生存率方面显示出了希望，但它们往往伴随着显著的副作用和相互作用。这些限制突出了迫切需要创新的治疗策略，以提高疗效和降低毒性。

我们提出的研究旨在通过利用分子杂交和合理的药物设计来创建多配体分子来解决这一挑战。这些分子将通过合适的连接器将两种具有立即博医学意义的支架结合起来，产生具有选择性抗癌特性和较少副作用的药物样化合物。合成的杂化共轭物将使用先进的光谱技术进行纯化和表征。

为了评估其治疗潜力，这些化合物将与Babak Baban博士的研究实验室合作进行测试，包括体外和动物研究。这些发现将为国防部（DOD）提案的发展提供信息，重点是设计转移性黑色素瘤的新型治疗辅助物。

鉴于黑色素瘤的侵袭性和异质性，单药治疗是不够的。这项研究旨在提供一种可靠的替代现有治疗方法，解决对更有效、低毒性治疗方案的迫切需求，以对抗这种毁灭性疾病日益流行的情况。

多模态读写和体育活动的自我效能和自信

（为期五周）

外核苷酶CD73在成骨细胞代谢中的作用

（为期五周）

CD73是一种存在于细胞表面和细胞外空间的酶。它在将核苷酸分子（如腺苷一磷酸（AMP））转化为腺苷（一种参与调节炎症和免疫反应的信号分子）方面发挥着立即博作用。这种转化过程是一个更大系统的一部分，这个系统控制着细胞对损伤或压力的反应。在受伤或炎症期间，CD73有助于调节腺苷和ATP等分子的平衡，这些分子作为信号帮助组织愈合或对损伤做出反应。

虽然ATP在骨形成细胞成骨细胞发育中的作用已被部分探索，但CD73如何影响成骨细胞代谢（为这些细胞提供能量的过程）仍不清楚。成骨细胞由间充质干细胞（MSCs）发育而来，MSCs是具有形成不同类型组织（包括骨）能力的特化细胞。骨髓间充质干细胞向成骨细胞的分化需要其代谢的转变，糖的能量产生（糖酵解）和线粒体的使用（细胞的“发电站”）在这一过程中起着关键作用。线粒体调节能量水平，处理氧化应激，平衡钙，控制细胞存活。本项目旨在研究CD73在成骨细胞如何产生和利用能量中的作用。为此，我们将比较两组小鼠：正常小鼠和缺乏CD73的小鼠。将从两组患者身上收集骨髓细胞，并在实验室中刺激其发育成成骨细胞。我们将测量表明成骨细胞形成的标志物，并比较两组之间的结果。此外，我们将测量细胞消耗了多少氧气，产生了多少酸——它们代谢活动的指标——使用专门的设备（海马分析）实时跟踪能量使用。这项研究将帮助我们了解成骨细胞在健康和疾病状态下如何使用能量，可能有助于对骨骼相关疾病及其治疗的新见解。

可视化和控制活细胞中的分子事件

（为期9周）

转移性癌症是一种高度致命的疾病，所有患者的中位生存率约为10个月。在实体肿瘤中，原发肿瘤内的细胞获得侵袭能力是转移进展的早期和必要步骤，使肿瘤细胞能够逃离初始肿瘤部位，进入血液和淋巴管。最近，我们的团队揭示了癌细胞侵袭和GTP产生之间的基本联系，GTP是一种核苷酸，作为核酸合成的基石。在细胞培养和动物模型中，抑制转移性癌细胞中GTP的产生大大降低了它们的侵袭能力。随后的研究表明，癌细胞的侵袭特异性地依赖于细胞外膜附近局部GTP的产生。在此基础上，我们假设外细胞膜附近的GTP波动会影响细胞膜动力学和细胞运动。然而，目前还没有能够在空间和时间上高分辨率地评估亚蜂窝GTP池的工具。因此，Wolff实验室的重点是开发和利用新技术，使细胞内GTP动态的可视化和控制成为可能。利用侵袭性黑色素瘤细胞作为模型系统，该项目将涉及许多常见的湿实验室分子生物学技术，以及先进的活细胞显微镜和荧光光谱。该项目的主要目标如下：(1)利用一种新的细胞内GTP生物传感器来确认迁移黑色素瘤细胞外膜附近GTP波动的存在；(2)建立实时控制胞内GTP生成分布的方法；(3)评价细胞膜附近GTP水平波动的影响。

利用机器学习模型预测大城市犯罪热点

（为期9周）

犯罪严重影响人类生活的各个方面，影响身体和精神健康，扰乱日常生活，影响区域经济稳定。在严重的情况下，长期暴露在高犯罪率环境中会导致个人和社区行为的永久性改变。因此，尽可能预防犯罪是非常立即博的。幸运的是，犯罪的发生并不完全是随机的。相反，它往往集中在被称为犯罪热点的特定地区。通过预测这些热点的时间演变，执法机构可以更有效地分配资源，以减少犯罪活动的可能性或减轻其影响。

该项目旨在比较不同机器学习算法在预测美国主要城市犯罪热点方面的有效性。我们将评估各种广泛使用的模型，以确定哪些算法对现实世界的犯罪数据表现最好。主要目标是深入了解这些模型如何提高犯罪预测的准确性，并为执法部门提供数据驱动策略。

这个项目的意义在于它对犯罪学和机器学习的跨学科贡献。首先，它为犯罪学家研究犯罪模式提供了强大的工具，使他们能够完善有关犯罪热点时空分布的理论。通过发表我们的发现，我们的目标是使这些工具能够被更广泛的研究团体使用，以进行进一步的分析和开发。其次，该项目通过评估犯罪学数据上的算法性能，为机器学习领域做出了贡献。由于机器学习模型通常根据数据集的特征表现不同，我们的结果将突出各种方法的优势和局限性。这可以指导机器学习研究人员为犯罪相关数据开发更高效、更专业的算法。

影响大学生科研指导成功的因素

（为期9周）

本研究旨在研究在研究合作的背景下，指导过程中支持本科生积极有效指导的因素。本科研究（UR）是最古老和最常被引用的高影响力教学实践之一。十多年来的研究表明，参加UR为学生提供了非常有价值的技能，如良好的组织和时间管理(例如，Kardash等人，2008；Trosset et al. 2008；Wolf 2018)，领导素质（Kardash 2000），解决问题和批判性思维能力(Ishiyama 2002；Kistner et al. 2021；Lopatto 2007;关于专业能力的知识（Searight et al. 2010）；Wolf 2018)和统计技能（Starke 1985）。学生因参与研究而获得技能的程度可能会根据几个因素而有所不同，导师风格可能是最具影响力的因素之一。在本研究中，我们将评估诸如教学风格、指导技巧和个性等特征作为影响导师关系和学生利益的因素。

教师

学生

SSP 2025的申请日期：

2024年11月1日- 2025年1月5日

阅读提案征集。我们将于10月24日至25日为教师举办两次虚拟兴趣会议。更多信息请发邮件至curs@augusta.edu。

应用程序期间对SSP2025:

2025年2月1日至15日

申请只开放两周。请做相应的计划。