Research Categories - Biological Mechanisms and Pathways
The renowned and groundbreaking molecular and cellular biological studies at Harvard Medical School encompass diverse aspects of cell and viral function, employing a variety of model organisms. From disulfide bond formation in bacteria to large scale RNAi screening in Drosophila to systems biology studies, HMS investigators are investigating a wide array of biological phenomena, trying to uncover the complex cellular dynamics encoded for by cellular and viral genomes.
Related Investigators
-
Jonathan Beckwith, PhD
Study cellular processes in bacteria: protein folding, reduction and formation of protein disulfide bonds, membrane protein dynamics
Investigate fundamental molecular processes, including protein folding and disulfide bond formation, using E. coli as a model system

-
John Blenis, PhD
Signal transduction: nutrient and energy sensing; disease; mTOR; PI3-kinase; Ras
Explore the diverse yet overlapping intracellular transmission signals propagated by cell surface receptors that respond to extracellular growth factors, environmental conditions, and other ...

-
David Evans, PhD
HIV infection and AIDS vaccine development
Investigate new approaches for AIDS vaccine development using SIV infection of non-human primates as a model system.

-
Ed Harlow, PhD
Molecular mechanisms of cell signaling and applications to cancer biology
Global molecular screening studies to gain insights into the genetic regulation of cancer development and response of cancer cells to chemotherapy

-
Xuebin Qin, MD, PhD
Immune modulation to treat cancer and viral infections
CD59, the complement cascade, and disease

-
James Rowlett, PhD
Anxiety, addiction, cognition, and sleep: pharmacotherapy, GABA receptor
Investigate the neuropharmacological basis of psychiatric disease and addiction, employing behavioral methodologies and translational approaches. Primary areas of research include anxiety, ...

-
Pamela Silver, PhD
Systems and synthetic biology: gene expression; synthetic proteins; biofuel
Investigate a wide spectrum of biological phenomena. Starting with gene regulation as a core theme, investigate nuclear spatial architecture, synthetic biology, epigenetics, systems biology, ...

-
Roger Spealman, PhD
CNS disorders: addiction; Parkinson’s disease
Studies on the mechanisms and efficacy of psychoactive drugs

-
David Van Vactor, Jr, PhD
Cell biology of neuronal connectivity: axon guidance; synapse; signaling mechanisms
Studies on axon guidance and synapse formation in metazoans such as Drosophila that are in many cases directly relevant to mammalian cells.

-
Gerhard Wagner, PhD
NMR spectroscopy for analyzing protein structure/function relationships; small molecule screening
Study protein structure and small molecule binding to proteins, using NMR spectroscopy and other complementary methods

Sub-categories
-
Anatomy/Molecular Elements
- Active zone»
- Axon»
- Bone marrow»
- Calcium channel»
- Central Nervous System»
- Central Nervous System (CNS)»
- Chromatin»
- Chromatin structure»
- CNS»
- Cytoskeleton»
- Dendrite»
- Dopaminergic neuron»
- Epithelial»
- Extracellular matrix»
- Gene cluster»
- Genital track»
- Genome»
- Growth cone»
- Gut»
- Immunological synapse»
- Ion channel»
- Lipid bilayer»
- Liver»
- Lymph-tissue interface»
- Microtubules»
- Mitochondria»
- Mucosal surface»
- Multipotent progenitor cell»
- Muscle growth»
- Nervous system»
- Neural network»
- Neural outgrowth»
- Neuron»
- Neuropathology»
- Nuclear organization»
- Nucleosome»
- Pain-sensing neuron»
- Photoreceptor cell»
- Potassium channel»
- Prefontal cortex»
- Presynaptic terminal»
- Promoter»
- Proteasome»
- Protein structure»
- Proton channel»
- Retina»
- Retina patterning»
- Retinal amacrine cells»
- Retinal bipolar cell»
- Retinal ganglion cells»
- Retinal horizontal cell»
- Sensory neuron»
- Sodium channel»
- Striatum»
- Suprachiasmatic nucleus (SCN)»
- Synapse»
- Synaptic scaffold»
- Ternary complex»
- Transcription factor binding site»
- TRPV1 channel»
- UCE»
- Ultraconserved Elements»
- Viral channel»
-
Biologic Specialties (i.e., -ologies; -omics):
- Bacteriology»
- Bioengineering»
- Bioinformatics»
- Cancer biology»
- Cell-type specific gene expression»
- Chemical biology»
- Chemical ecology»
- Comparative pathology»
- Computational biology»
- Computational genomics»
- Developmental biology»
- Electrophysiology»
- Environmental regulation»
- Evolution»
- Functional genomics»
- Genetics»
- Genomics»
- Immunology»
- Infectious disease»
- Metabolomics»
- Microbial biology»
- Microbial ecology»
- Microbial genetics»
- Microbial genomics»
- Molecular biology»
- Neurobiology»
- Neuronal cell biology»
- Nutrition»
- Oncology»
- Physiology»
- Population demographic»
- Proteomics»
- Retina genetics»
- Retinal metabolism»
- Synthetic biology»
- Systems Biology»
- Technology»
- Tumor biology»
- Vascular biology»
-
Cell Growth
-
Cell Types
- Antigen Presenting Cell (APC)»
- Astrocyte»
- B-cell»
- B-lymphocyte»
- Cancer stem cell»
- Cell morphology»
- Dendritic cell»
- Endothelial cell»
- Epithelial cell»
- Hematopoietic Stem and Progenitor Cell (HSPS)»
- Hematopoietic Stem Cell»
- HSC»
- HSPC differentiation»
- Immune cell»
- Leukocyte»
- Lymphocyte»
- Macrophage»
- Megakaryocyte»
- Muller glial cell»
- Platelet»
- Regulatory T-cell»
- Soil microbe»
- T-cell»
- T-lymphocyte»
-
Genetics
-
Molecular Techniques and Experimental Approaches
- 3-dimensional basement membrane cell cultures»
- Atomic resolution»
- Automated DNA sequencing»
- Biofuel»
- Biomarker»
- Cancer therapy»
- cDNA»
- Cell cycle arrest»
- Cell viability»
- Chemical detection of cell proliferation»
- ChIP»
- Chromatin immunoprecipitation»
- Computational infrastructure/tools»
- Computational modeling»
- Conditional targeted cell ablation»
- Cross-fire irradiation»
- Cryoelectron microscopy»
- Cryoelectron tomography»
- Data mining»
- DNA nanotechnology»
- DNA sequencing»
- Druggable genome»
- Experimental yeast genetics»
- Extinction therapy»
- FISH»
- Fluorescent imaging of cell proliferation»
- Gene knockdown»
- Gene therapy»
- Genetic engineering»
- Genetic pulldown»
- Genetic screen»
- Genome mining»
- Global molecular profiling»
- Heterologous protein expression»
- High resolution structure»
- High throughput»
- High Throughput Screening»
- Humanized yeast»
- Immune reconstitution»
- Immunotherapy»
- In silico molecular modeling»
- Liposome»
- Live cell imaging»
- Live cells imaging»
- Mathematical modeling»
- Membrane protein reconstitution»
- Methods development»
- Microarray»
- Microfluidics»
- Molecular sensor»
- Multiplexing»
- Natural products»
- NMR spectroscopy»
- Patch clamping»
- Personal genome»
- Phenotypic screen»
- Polony DNA sequencing»
- Probabilistic decision tree»
- Radioiodination»
- Radionuclide»
- Recombinant viral vector»
- RNA inhibition»
- RNA interference»
- RNAi»
- Short hairpin RNA»
- Single molecule imaging»
- Single-cell measurement»
- Single-cycle SIV»
- siRNA screen»
- Stem cell gene therapy»
- Synthetic biology»
- Technology development»
- Tumor immunotherapy»
- Viral entry imaging»
- Virus-membrane complex reconstitution»
- X-ray crystallography»
-
Molecular/Cellular/Viral
- Acquired immunity»
- Adaptive immunity»
- Alternative splicing»
- Angiogenesis»
- Anoikis»
- Apoptosis»
- Autocrine cascade»
- Axon guidance»
- Axonal transport»
- Bioenergetics»
- Biological circuitry»
- Blood coagulation»
- Cancer metabolism»
- Cancer phenotype»
- Cell death»
- Cell differentiation»
- Cell division»
- Cell invasion»
- Cell migration»
- Cell stress»
- Cell-cell signaling»
- Cellular memory»
- Cellular morphogenesis»
- Chemoresistance»
- Chromosome segregation»
- Chromosome X inactivation»
- Complement-mediated immune reaction»
- Development»
- DNA damage»
- DNA damage repair»
- DNA Replication»
- DNA-binding epigenetics»
- Drug resistance»
- Dynamics»
- Electrical signaling»
- Entosis»
- Epigenetics»
- Epithelial-to-Mesenchymal Transition (EMT)»
- Eukaryotic gene expression»
- Eukaryotic protein translation initiation»
- Eukaryotic regulatory networks»
- Feedback loop»
- Gene evolution»
- Gene expression»
- Gene function»
- Gene homology»
- Gene regulation»
- Genetic interactions»
- Genetic pathways»
- Genome translocation»
- Histone code»
- HIV immune response»
- Homing»
- Homologue pairing»
- Immune evasion»
- Immune response»
- Immune suppression»
- Immune tolerance»
- Immunity»
- Infectivity»
- Inflammation»
- Innate immunity»
- Intercellular signaling»
- Long-term potentiation (LTP)»
- Lumen formation»
- Macromolecular interaction»
- Mechanisms of protective immunity»
- Membrane fusion»
- Membrane permeability»
- Metabolism»
- Mitochondrial dysfunction»
- Mitogenic signaling»
- Molecular information processing»
- Morphogenesis»
- Mother-to-child transmission»
- mRNA export»
- mRNA splicing»
- Mucosal immunity»
- Mucosal transmission»
- Networks»
- Neuronal connectivity»
- Neuronal differentiation»
- Neuronal morphogenesis»
- Non-catalytic activity»
- Non-ribosomal peptide synthesis»
- Nuclear egress»
- Nuclear translocation»
- Nutrient stress»
- Oncogenic signaling»
- Osmotic stress»
- Oxidative stress»
- Pathogenesis»
- Persistent infection»
- Pheromone recognition»
- Proinflammatory mediators»
- Protein degradation»
- Protein folding»
- Protein interactions»
- Protein misfolding»
- Protein secretion»
- Redox cycle»
- Regional immunity»
- Regulatory networks»
- Regulatory pathway»
- Ribosome biogenesis»
- Signaling network»
- Stress response»
- T lymphopoiesis»
- T-cell activation»
- Thrombopoiesis»
- Trafficking»
- Trans gene regulation»
- Transcription»
- Transcription regulation»
- Translational control»
- Transvection»
- Viral endocytosis»
- Viral entry»
- Viral fusion»
- Viral replication»
- Viral structure»
- Virus infection»
- Virus neutralization»
- Virus reactivation»
-
Molecules (Proteins and Non-Proteins) and Molecular Domains
- ACE2»
- Actin»
- Amyloid precursor protein»
- Antigen»
- Antioxidant»
- ATP-sensitive potassium channel»
- B7»
- Bacterial extracellular matrix»
- Beta-catenin»
- Calcineurin»
- CCR5»
- CD28»
- CD4»
- CD59»
- Cellular motor»
- Cellular receptor»
- Chemokine»
- Cholesterol»
- Complement»
- Core particle»
- Costimulatory molecule»
- CTLA-4»
- Cytokine»
- Deacetylase»
- Disulfide reductase»
- DNA helicase»
- DNA Polymerase»
- DNA primase»
- Dopamine»
- Dopamine receptor»
- Dynein»
- EGF»
- eIF4F»
- Electron transporter»
- Envelope protein»
- Extracellular hydrolases»
- G-protein coupled receptor (GPCR)»
- GABA»
- GABA receptor»
- Gli»
- Glucose»
- Glutamate»
- Glycine»
- Glycine receptor»
- gp120»
- GPI-linked membrane protein»
- Hedgehog»
- Heparin sulfate proteoglycans»
- Histone»
- Histone deacetylase»
- Histone demethylase»
- Hydrogen»
- Initiation factor»
- Interferon»
- Interleukin-8»
- Intermedilysin»
- Kinesin»
- MAP kinase»
- Mechanochemical enzyme»
- Membrane attack complex»
- Membrane protein»
- Membrane proteins»
- MHC»
- Mitogen-activated protein kinase»
- Molecular motor»
- mTOR»
- N-acetyl aspartate»
- NAD(+)»
- Nef»
- NF-κB»
- Nitrogen»
- NMDA receptor»
- Notch»
- Oncogene»
- Ornithine Decarboxylase (ODC)»
- Oxygen»
- p53»
- Pacemaker channel»
- Patched»
- PD-1»
- Phosphatase»
- Phosphatidylinositol 3-kinase»
- Processivity factor»
- Proteasome»
- Protein kinase»
- Protein phosphatase»
- Ras»
- Reactive Oxygen Species»
- Receptor binding domain»
- Ribonuclease»
- Ribonucleotide reductase»
- S6 protein kinase»
- SARS-CoV spike protein»
- Sirt3»
- Sirt4»
- Sirtuin»
- Small GTPases»
- Sphingosine 1-phosphate»
- Src»
- T-cell receptor (TCR)»
- Target of Rapamycin (TOR)»
- Thioredoxin»
- TNF»
- TNF receptor»
- TRAF2»
- Tumor suppressor»
- Tyrosine kinase»
- Tyrosine phosphatase»
- Ubiquitin»
- Ubiquitin ligase»
- Ubp6»
- Variable region»
- Viral receptor»
- Vitamin K epoxide reductase»
- Voltage-activated potassium channel»
- Voltage-gated ion channel»
-
Organismal
-
Protein Degradation
-
Protein Modifications and Interactions
- Acetylation»
- ADP-ribosylation»
- Cholesterol modification»
- Cholesterol-modified protein»
- Deubiquitination»
- Disulfide bond»
- Histone acetylation»
- Histone methylation»
- Phosphorylation»
- Protein phosphorylation»
- Protein-Protein interaction»
- Sumoylation»
- Tyrosine sulfation»
- Ubiquitin conjugate»
- Ubiquitination»
-
RNA metabolism / Translation / Signal Transduction
-
Stem cells