PhD Research · Computational Biology · Drug Discovery

పరిశోధన నైపుణ్యాలు

డాక్టరల్ పరిశోధన నుండి బయోఇన్ఫార్మాటిక్స్ & వెట్ ల్యాబ్ సామర్థ్యాలు

Research Focus

Bridging computational and experimental cancer research — from AI-driven drug discovery pipelines (SieveAI) and molecular dynamics simulations (coarse-grain MARTINI for membranes, atomistic CHARMM36 for proteins) to cell-based validation assays. Specializing in protein-ligand docking, protein-protein interactions, structure prediction (AlphaFold2, SwissModel, I-TASSER, Rosetta), MMPBSA binding free energy, and exosomal miRNA analysis. Automated workflows from PDB preparation through docking, MD, and result extraction — reducing months of manual work to hours.

బయోఇన్ఫార్మాటిక్స్ & కంప్యూటేషనల్ బయాలజీ

కంప్యూటేషనల్ డ్రగ్ డిస్కవరీ, మోలిక్యులర్ డైనమిక్స్, జనోమిక్స్ డేటా విశ్లేషణ మరియు పైప్‌లైన్ డెవలప్‌మెంట్‌లో విస్తృత అనుభవం. బహుళ ఓపెన్-సోర్స్ టూల్స్ నిర్మించి ప్రచురించారు.

Protein-Ligand Docking

డ్రగ్-టార్గెట్ బైండింగ్‌ను అంచనా వేయడానికి మోలిక్యులర్ డాకింగ్ — CXCL9/10 మరియు SKP2 వంటి క్యాన్సర్ లక్ష్యాల కోసం సంభావ్య చికిత్సా అభ్యర్థులను గుర్తించడానికి మరియు వేలాది సమ్మేళనాలను పరీక్షించడానికి AutoDock Vina, SwissDock మరియు PATCHDOCKలను ఉపయోగించారు.

  • AutoDock Vina — batch protein-ligand docking (1,950+ complexes)
  • Protein-protein docking — HADDOCK, pyDockWeb, PatchDock, ClusPro
  • Protein-protein interaction — CD151 cholesterol binding, TWIST1-OGT/OGase, survivin-caspase complexes
  • Protein-complex docking — ternary systems (survivin + OBPHA + caspase-3/7/9)
  • Peptide-peptide docking — TWIST1-OGT/OGase interactions
  • Ligand preparation — AutoDockTools, OpenBabel, PubChemPy 3D SDF, SwissParam topology
  • Post-docking analysis — ChimeraX H-bond/contact automation, PLIP, PRODIGY
  • Cancer targets — CXCL9/10, SKP2, PPARγ, BRCA1, GRK2, CD63-VEGF, p53, Bcl-2, PDGFR
  • DrugBank & FDA drug screening — 8K+ conformers, immune checkpoints (CD28, TIGIT, PD-1)

Molecular Dynamics Simulation

నానోసెకండ్ టైమ్‌స్కేల్‌లలో ప్రోటీన్ స్థిరత్వం, లిగాండ్ బైండింగ్ పథాలు మరియు ఆకృతీకరణ మార్పులను అధ్యయనం చేయడానికి GROMACS మరియు WebGroతో మోలిక్యులర్ డైనమిక్స్ అనుకరణలు — డాకింగ్ అంచనాలను ధృవీకరించడానికి చాలా కీలకం.

  • GROMACS — full MD pipeline (pdb2gmx, editconf, solvate, genion, grompp, mdrun) up to 300ns
  • Coarse-grain MD — MARTINI force field for lipid–ligand membrane systems (Lapatinib/DMPC/cholesterol)
  • Atomistic MD — CHARMM36 force field for protein–ligand complexes; AMBER/CHARMM36 for membranes
  • CHARMM-GUI membrane builder — DMPC, DOPC, DOPS, cholesterol bilayer preparation & embedding
  • Desmond MD — local installation & WebGro cloud submission, trajectory analysis
  • MMPBSA — gmx_MMPBSA binding free energy calculations (300ns trajectories)
  • RMSD / RMSF / Rg / SASA / DSSP — protein stability, secondary structure, solvent analysis
  • SwissParam & PRODRG — ligand topology/ITP generation for GROMACS CHARMM force field
  • GMXvg — published GROMACS visualization & plotting tool

Protein Structure Prediction

AlphaFold2, SwissModel, I-TASSER, Rosetta తో ప్రోటీన్ నిర్మాణ అంచనా — మ్యూటెంట్ మోడలింగ్, ట్రాన్స్‌మెంబ్రేన్ ప్రోటీన్ అంచనా, ప్రోటీన్ పోలిక (RMSD) తో సహా.

  • AlphaFold2 — protein structure prediction via Google Colab (IL27 complex, CD151, CD63)
  • SwissModel — homology modeling + QA (quality assessment) for mutant proteins (3EQH-ALA76GLY)
  • I-TASSER — 3D structure prediction for membrane & transmembrane proteins
  • Rosetta — protein structure prediction and design
  • Avogadro — energy minimization of small molecules & ligand 3D optimization
  • Protein structure comparison — ChimeraX Matchmaker (RMSD, primary/secondary/tertiary structure)
  • PDB processing — UniProt mapping, PDBTM for transmembrane, chain cleanup, HETATM separation
  • O-GlcNAcylation site prediction — YinOYang, dbPTM, PhosphoSitePlus for GRK2 sites (S20, S121, S370)
  • Membrane protein resources — PDBTM, TMDock, MemProtMD, PerMemDB, MBPpred, ProteinTools

జనోమిక్స్ & ట్రాన్స్‌క్రిప్టోమిక్స్

GEOParseతో GEO డేటాసెట్‌లను మైనింగ్ చేయడం, RNA-Seq మరియు ncRNA వ్యక్తీకరణ ప్రొఫైల్‌లను విశ్లేషించడం, క్యాన్సర్‌లో క్రమరహిత జన్యువులు మరియు నియంత్రణ నెట్‌వర్క్‌లను గుర్తించడానికి పాత్‌వే ఎన్రిచ్‌మెంట్ మరియు GO ఉల్లేఖనాలను నిర్వహించడం.

  • GEO dataset mining — GEOParse querying, GDS database search, sample/platform/series filtering (GSE15852, GSE73002, GSE77348)
  • Differential gene expression — PyDGE framework, MCF7 vs MCF10A, normal vs tumor expression analysis
  • TCGA cancer genomics — GDC portal data download (gdc-client), TCGA-BRCA miRNA-seq, TNBC cohort filtering, sample type codes
  • miRNA database consolidation — miRBase (2,693 mature), ExoCarta, EVmiRNA, miRCancer cross-referencing & Venn analysis
  • miRNA target prediction — TargetScan, miRDB, DIANA, miRWalk, miRTarBase validated targets
  • Exosomal miRNA analysis — miR-34a, miR-10b, miR-21, miR-9; ExoLoger prediction database
  • ncRNA analysis — lncRNA, circRNA, siRNA, piRNA; RNAComposer, UNAFold, MXfold2 for 3D structure
  • Pathway & network analysis — KEGG (KEGGScape), WikiPathways, Biocarta, STRING interaction networks, FunRich enrichment
  • NCBI/Entrez queries — PubMed search, GDS metadata extraction, Gene database cross-referencing
  • Cancer gene resources — IntOGen (BRCA driver genes), cBioPortal, OncoKB, COSMIC, CancerES (IIITD)
  • PTM databases — dbPTM, PhosphoSitePlus, O-GlcNAc (oglcnac.mcw.edu), VerSeDa

Drug Discovery Pipeline

SieveAIని నిర్మించారు, ఇది బ్యాచ్‌లో స్క్రీనింగ్, డాకింగ్ మరియు స్కోరింగ్‌ను సమన్వయం చేసే ఒక స్వయంచాలక ఔషధ ఆవిష్కరణ పైప్‌లైన్ — నెలల తరబడి చేసే మాన్యువల్ పనిని గంటల వ్యవధికి తగ్గిస్తుంది. Zenodo DOIతో ప్రచురించబడింది మరియు ఓపెన్-సోర్స్ చేయబడింది.

  • SieveAI — end-to-end automated drug discovery pipeline: PDB prep → ligand prep → docking → result extraction → filtering
  • Bulk docking automation — 576 cancer genes × 5 ligands = 1,950+ complexes; 9,127 Vina results parsed & filtered
  • DrugBank high-throughput screening — GRK2 (3,894 complexes ~60h compute), immune checkpoints (8K+ conformers)
  • Automated PDB processing — Python scripts for ATOM/HETATM separation, chain cleanup, grid box calculation, PDBQT conversion
  • Bulk ligand preparation — AutoDockTools prepare_ligand4.py, OpenBabel batch PDB→SDF→SMILES, PubChemPy 3D SDF download
  • Automated result extraction — Vina score parsing, ChimeraX H-bond/contact command generation, best-pose selection by residue interaction
  • SwissADME bulk — automated SMILES submission, ADME radar scraping, property aggregation across 88+ compounds
  • MDDAA-Mate — docking analysis assistant for validation & cross-checking against published results

Bioinformatics Data Mining

PubMed సాహిత్య మైనింగ్ కోసం అనుకూల స్క్రాపింగ్ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లను అభివృద్ధి చేశారు, మెటా-విశ్లేషణ మరియు క్రమబద్ధమైన సమీక్షల కోసం వేలాది అబ్‌స్ట్రాక్ట్‌లు మరియు శాస్త్రీಯ వెబ్ మూలాల నుండి నిర్మాణాత్మక డేటాను సేకరిస్తారు.

  • PubMed querying & full-text mining — biopubmed CLI tool
  • Scientific literature meta-analysis — systematic review automation
  • Web scraping framework (Scrapper) — GEO, DrugBank, UniProt, ZINC, PubChem data extraction
  • API integration — PubChemPy 3D SDF download, RCSB ligand fetch, KEGG KGML pathway
  • miR literature curation — exosomal miR article classification & filtering

Biomedical Text Mining

పరిశోధన అబ్‌స్ట్రాక్ట్‌ల నుండి పేరున్న ఎంటిటీ గుర్తింపు (NER) మరియు కీవర్డ్ సహ-సంభవ విశ్లేషణ కోసం బయోమెడికల్ NLP — పెద్ద సేకరణల నుండి స్వయంచాలక సాహిత్య సంశ్లేషణ మరియు పరికల్పన ఉత్పత్తిని ప్రారంభిస్తుంది.

  • Biomedical NLP — keyword co-occurrence, named entity recognition, spaCy POS/lemma extraction
  • Text mining — structured extraction from thousands of PubMed results
  • Exosomal miR prediction — NLP + clustering for unvalidated miR identification
  • Regex-based data extraction — SMILES conversion, gene ID mapping, UniProt batch queries

Machine Learning for Bioinformatics

కఠినమైన మూల్యాంకనంతో (AUC, F1, MCC) రాండమ్ ఫారెస్ట్, SVM మరియు XGBoost మోడల్‌ల ద్వారా అనుబంధించబడిన SMILES/SMARTS వేలిముద్రలను ఉపయోగించి మెటాబోలైట్ వర్గీకరణ కోసం డీప్ న్యూరల్ నెట్‌ವರ್క్‌ಗಳು (DNN).

  • DNN for metabolite classification — SMILES/SMARTS fingerprinting
  • Random Forest / SVM / XGBoost — cancer gene expression classifiers
  • Model evaluation — AUC, F1, MCC metrics
  • PCA & one-hot encoding — miRNA sequence analysis & dimensionality reduction

Research Software & Tools

కంప్యూటేషనల్ సాఫ్ట్‌ವೇర్ టూల్స్‌ను రచించి ప్రచురించారు — SieveAI (ఔషధ ఆవిష్కరణ), ExoLoger (ಎಕ್ಸೋಸೋಮಲ್ miRNA ಅಂದಾಜು), GMXvg (GROMACS విజువలైజేషన్, Zenodo DOI), miRvim (3D miRNA నిర్మాణ డేటాబేస్), మరియు UtilityLib (పైథాన్ యుటిలిటీస్, Zenodo DOI).

  • SieveAI — automated drug discovery pipeline
  • ExoLoger — exosomal miRNA prediction database
  • GMXvg — GROMACS visualization & plotting
  • miRVim — 3D miRNA structure database
  • UtilityLib — Python utility library (PyPI v2.21.4)
  • TheBiomics — Drupal education platform (17K+ users)
  • biopubmed — PubMed scraping & processing CLI
  • Scrapper — scientific web data extraction framework
  • MDDAA-Mate — docking analysis assistant & validation tool
  • PyDGE — differential gene expression analysis framework

వెట్ ల్యాబ్ & ప్రయోగాత్మక జీవశాస్త్రం

క్యాన్సర్ బయాలజీ మరియు ఫార్మకాలజీలో సెల్ కల్చర్, మోలిక్యులర్ బయాలజీ అసేయ్‌లు, ప్రోటీన్ పని మరియు ఇన్ విట్రో అధ్యయనాలలో ప్రాక్టికల్ అనుభవం.

సెల్ కల్చర్ & నిర్వహణ

ఖచ్చితమైన అసెప్టిక్ పద్ధతితో క్షీరద కణ తంతువులను (MG63, MCF7, MM231, LN229) నిర్వహించారు — ఇందులో క్రయోప్రెజర్వేషన్, సబ్-కల్చరింగ్, పాసేజింగ్, ట్రాన్స్‌ఫెక్షన్ ఆప్టిమైజేషన్ మరియు మైకోప్లాస్మా పరీక్షలు ఉన్నాయి.

  • Mammalian cell culture — MG63, MCF7, MDA-MB-231, LN229, A549
  • Animal cell culture — aseptic technique, laminar flow hood, CO₂ incubator operation
  • Cell line maintenance — sub-culturing, passaging, cell counting (hemocytometer), viability assessment
  • Cryopreservation — liquid nitrogen storage, freeze-thaw recovery, DMSO cryoprotectant protocols
  • Transfection optimization — lipid-based and electroporation methods
  • Mycoplasma testing & contamination control
  • Cancer cell to adipocyte differentiation (PPARγ agonist studies)

ప్రోటీన్ అంచనా & అసేయ్‌లు

ప్రోటీన్ పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడం (బ్రాడ్‌ఫోర్డ్, BCA), SDS-PAGE మరియు వెస్ట్రన్ బ్లాటింగ్ ద్వారా వేరు చేయడం మరియు గుర్తించడం, మరియు ELISA మరియు కో-ఇమ్యునోప్రెసిపిటేషన్‌లతో పరస్పర చర్య అధ్యయనాలు.

  • Protein estimation — Bradford & BCA assay (standard curve preparation)
  • SDS-PAGE & Western blotting — Vimentin, target protein detection
  • Wet blot transfer — tank transfer system for protein membrane immobilization
  • Dry blot transfer — semi-dry transfer for rapid protein detection
  • Gel Doc imaging — documentation & analysis of electrophoresis gels and blots
  • ELISA — quantitative protein interaction analysis
  • Co-immunoprecipitation — protein-protein interaction validation
  • A280 protein quantification

మోలిక్యులర్ బయాలజీ టెక్నిక్స్

ప్రామాణిక మోలిక్యులర్ బయాలజీ వర్క్‌ఫ్లో — TRIzolతో RNA వెలికితీత, cDNA సంశ్లేషణ, జన్యు వ్యక్తీకరణ కోసం qPCR/RT-PCR, అగరోజ్ జెల్ ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్, మరియు క్లోనింగ్ మరియు ప్రైమర్ డిజైన్‌తో ప్లాస్మిడ్ ఐసోలేషన్.

  • RNA extraction — TRIzol method
  • cDNA synthesis & gene expression analysis
  • RT-PCR & qPCR — reverse transcription, quantitative expression profiling
  • Agarose gel electrophoresis — nucleic acid separation & Gel Doc visualization
  • Plasmid isolation, cloning & primer design
  • Competent cell transformation

ఇన్ విట్రో అధ్యయనాలు

ఔషధ స్క్రీనింగ్ కోసం కణ-ఆధారిత అస్సేలు — MTT/XTT సాధ్యత, కాలనీ నిర్మాణం, గాయం నయం చేసే వలస, ఇన్వాషన్ అస్సేలు, అపోప్టోసిస్ గుర్తింపు (ఆనెక్సిన్ V), మరియు డ్రగ్ కాంబినేషన్ సినర్జీ (CI సూచిక).

  • MTT & XTT viability assays — dose-response drug screening, IC₅₀ determination
  • Colony formation assay — clonogenic survival quantification
  • Wound healing migration assay — scratch assay for cell motility
  • Invasion assays — transwell migration & Matrigel invasion
  • Apoptosis detection — Annexin V / PI staining
  • Drug combination synergy — Combination Index (CI) method
  • Cancer cell vs normal cell comparative studies

Instruments & Equipment

కణ సంవర్ధన, అణు జీవశాస్త్రం, ప్రోటీన్ విశ్లేషణ మరియు క్రోమటోగ్రఫీ వర్క్‌ఫ్లోల కోసం ల్యాబ్ పరికరాలు మరియు సాధనాలు.

  • Gel Doc system — gel documentation, blot imaging & densitometry analysis
  • CO₂ incubator — mammalian cell culture environment control
  • Laminar flow hood — aseptic technique & sterile workspace
  • Microplate reader — absorbance/fluorescence for MTT, Bradford, BCA, ELISA
  • Centrifuge — refrigerated & bench-top, cell pelleting, fractionation
  • PCR thermal cycler — RT-PCR & qPCR amplification
  • Electrophoresis apparatus — vertical SDS-PAGE & horizontal agarose gel
  • Wet & dry blot transfer systems — tank & semi-dry protein transfer
  • HPLC system — basic operation & familiarization with analytical chromatography devices

క్రోమటోగ్రఫీ & HPLC

సమ్మేళనం గుర్తింపు మరియు స్వచ్ఛత విశ్లేషణ కోసం HPLC ఆపరేషన్ మరియు పద్ధతి అభివృద్ధి, కాలమ్ మరియు సన్నని-పొర క్రోమటోగ్రఫీ పద్ధతులతో పాటు.

  • Chromatography basics — column, thin-layer & basic HPLC familiarization
  • Column & thin-layer chromatography
  • Standard curve & peak integration