Питер Г. Шульц - Peter G. Schultz

Питер Г. Шульц
Родившийся (1956-06-23) 23 июня 1956 г. (возраст 64 года)
Цинциннати, Огайо
Альма-матерКалтех
ИзвестенХимическая биология
НаградыПремия ACS в области чистой химии (1990)
Приз Вольфа (1994)
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияНаучно-исследовательский институт Скриппса,
ДокторантПитер Дерван
Другие научные консультантыКристофер Уолш
Известные студентыДэвид Лю
Сара Черри

Питер Г. Шульц (родился 23 июня 1956 г.) - американский химик. Он генеральный директор и профессор химии в Научно-исследовательский институт Скриппса,[1] основатель и бывший директор GNF,[2] и директор-основатель Калифорнийского института биомедицинских исследований (Calibr), созданного в 2012 году. В августе 2014 года Природа Биотехнологии поставил Шульца на первое место среди исследователей переводов в 2013 году.[3]

Академическая карьера

Шульц получил степень бакалавра в Калтех в 1979 г. и продолжил там свою докторскую степень (в 1984 г.) с Питер Дерван. Его диссертационная работа была сосредоточена на создании и описании 1,1-диазенов, а также на создании последовательностей полипиррольных ДНК-связывающих / расщепляющих молекул. Затем он провел год в Массачусетский Институт Технологий с Кристофер Уолш до поступления на химический факультет в Калифорнийский университет в Беркли. Он стал главным исследователем Национальная лаборатория Лоуренса Беркли в 1985 г. и следователь Медицинский институт Говарда Хьюза в 1994 г.[4] В 1999 году Шульц переехал в Научно-исследовательский институт Скриппса а также стал директором-основателем Институт геномики исследовательского фонда Novartis (GNF), который был инициирован исключительно как отдел геномных исследований Novartis, но который вырос за время правления Шульца, включив в себя значительные усилия по открытию лекарств и более чем утроив число предполагаемых сотрудников (в настоящее время более 500 человек). В марте 2010 года он покинул GNF, чтобы вернуться в некоммерческий сектор, и в марте 2012 года основал Калифорнийский институт биомедицинских исследований (Calibr).[5][6][7][8] Он подготовил более 300 аспирантов и докторантов, многие из которых работают на факультетах крупных исследовательских университетов.[9]

Исследование

Комбинаторная химия и молекулярная эволюция

Большая часть работы Шульца состоит в поиске способов одновременного проведения множества похожих экспериментов с множеством различных соединений. Он один из ведущих пионеров в комбинаторная химия, проверяемые молекулярные библиотеки и «высокопроизводительная» химия. Его интересы чрезвычайно широки, с приложениями в таких различных областях, как каталитические механизмы, клеточная специализация и другие сложные биологические процессы (обычно изучаемые биологами, а не химиками), базовая фотохимия, биофизические зонды всех уровней от ЯМР до ​​позитронной эмиссии. , и твердотельное материаловедение.

В начале своей карьеры Шульц показал, что естественное молекулярное разнообразие иммунной системы может быть направлено на создание каталитические антитела. Этот метод позволил впоследствии разработать множество новых селективных ферментоподобных катализаторов для реакций, начиная от реакций переноса ацила и окислительно-восстановительных реакций до перициклических реакций и реакций металлирования. Хотя их каталитическая активность редко бывает достаточно сильной для практического использования, каталитические антитела предоставили важные новые идеи в нашем понимании биокатализа, структурной пластичности белков, эволюции биохимической функции и самой иммунной системы.

Затем Шульц применил молекулярное разнообразие - стратегию создания большого сообщества различных молекул, а также метод выявления и определения тех, которые делают то, что вы хотите, - к ряду проблем в химии, биологии и материаловедении. Вместе с Ричард Лернер, он был одним из важнейших игроков в разработке библиотек фаговых дисплеев, и микросхемы поверхностной библиотеки. Для высокопроизводительных биоанализов, требующих легко растворимых тестируемых соединений, он использует микророботические системы манипулирования жидкостями, адаптированные для 1536-луночных планшетов для культивирования клеток, для отдельной обработки очень маленьких колоний клеток большим количеством (сотнями тысяч) различных соединений.[10]

Используя эти различные высокопроизводительные и комбинаторные экспериментальные подходы, Шульц идентифицировал материалы с новыми оптическими, электронными и каталитическими свойствами; также белки и небольшие молекулы, которые контролируют важные биологические процессы, такие как старение, рак, аутоиммунитет, дифференцировку стволовых клеток и их деспециализацию обратно к плюрипотентности.

Неестественные аминокислоты

Шульц первым изобрел метод добавление новых строительных блоков, за пределами общие двадцать аминокислот, в генетические коды прокариотических и эукариотических организмов. Это достигается путем скрининга библиотек мутантных аминоацил тРНК синтетазы для мутантов, которые заряжают нонсенс-кодон тРНК с желаемой неприродной аминокислотой. Тогда организм, который экспрессирует такую ​​синтетазу, может быть генетически запрограммированный для включения неприродной аминокислоты в желаемый белок в обычный способ, с бессмысленным кодоном, кодирующим неприродную аминокислоту. Как правило, сама неприродная аминокислота должна быть синтезирована в лаборатории и доставлена ​​в организм путем добавления ее в питательную среду организма. Неестественная аминокислота также должна быть способна проходить через клеточную мембрану организма внутрь организма.

Более семидесяти неприродных аминокислот были генетически закодированы в клетках бактерий, дрожжей и млекопитающих, включая фотореактивные, химически реактивные, флуоресцентные, спин-активные, сульфатированные, предварительно фосфорилированные и связывающие металл аминокислоты. Эта технология позволяет химикам исследовать и изменять свойства белков, in vitro или же in vivo, направляя новые, синтезированные в лаборатории химические фрагменты специфически в любой выбранный сайт любого интересующего белка.

Был создан бактериальный организм, который биосинтезирует новую, ранее не встречающуюся в природе аминокислоту (п-аминофенилаланин) из основных источников углерода и включает эту аминокислоту в свой генетический код.[11][12][13] Это первый пример создания автономного организма из 21 аминокислоты.

Неестественная генетическая информация

Группа Шульца недавно создала бактерии, хромосомы которых включают неестественные основания ДНК, и бактерии, чьи хромосомы являются гибридами, включающими как РНК, так и ДНК.[14][15]

Происхождение митохондрий

Чтобы исследовать детали традиционно принятой гипотезы о том, что митохондрии возникли, когда независимые бактерии, способные к дыхательному (кислородно-зависимому) метаболизму, поселились внутри клеток-хозяев, которые ранее были способны только к ферментации (метаболизм без использования кислорода), и эволюционировали, чтобы установить симбиотические отношения с ними,[16] Группа Шульца создала бактерии, способные выживать внутри дрожжевых клеток и поддерживать симбиотические отношения с дрожжевыми клетками-хозяевами, проводя реакции, которые дрожжевые клетки не могут катализировать без бактерий.[17] Одна из целей этой работы - культивировать гибриды дрожжей и бактерий и посмотреть, эволюционирует ли бактериальный геном, чтобы увеличить взаимную выгоду его химических взаимодействий с клетками-хозяевами, как это произошло с митохондриями с течением времени.[18]

Коммерческая деятельность

Он является основателем исследовательского института Affymax, Symyx Technologies, Syrrx, Kalypsys, Phenomix, Ilypsa, Ambrx и Wildcat Discovery Technologies.[нужна цитата ]

Публикации и опровержения

Шульц является автором около 500 статей.[9]

Одна из его статей в PNAS 2013 года о создании более стабильных антител была отозвана из-за подозрительных данных соавтора Шиладитья Сена:

  • Ванга, Ф; Сен, S; Zhang, Y; Ахмад, я; Чжу, X; Wilson, IA; Смидер, В.В.; Magliery, TJ; Шульц, П.Г. (12 марта 2013 г.). «Соматическая гипермутация поддерживает термодинамическую стабильность антител во время созревания аффинности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (11): 4261–6. Bibcode:2013PNAS..110.4261W. Дои:10.1073 / pnas.1301810110. ЧВК  3600448. PMID  23440204. Уведомление об отзыве: «Ретракция для Ванга и др., Соматическая гипермутация поддерживает термодинамическую стабильность антитела во время созревания аффинности». Труды Национальной академии наук. 114 (37): E7855. 12 сентября 2017. Дои:10.1073 / pnas.1712805114. ЧВК  5604045. PMID  28874538.

Две статьи из его лаборатории, опубликованные в 2004 г., одна в Наука и один в Журнал Американского химического общества, были отозваны в 2009 году в связи с работой в лаборатории Шульца постдока Чживен Чжан над включением ненативных гликозилированных аминокислот в белки. Если бы это удалось, этот метод мог бы стать важным инструментом для исследования функций присоединения углеводов к белкам; однако, эту работу невозможно было воспроизвести, и когда лаборатория отправилась на поиски соответствующих записных книжек, их не было. В ходе расследования Чжан получал электронные письма и телефонные звонки, в которых его шантажировали, и однажды человек, делавший это, написал в несколько учреждений и Наука говоря, что он или она собирается покончить с собой. В конце концов лаборатория определила проблему как неправильное понимание функции ключевого фермента, используемого в экспериментах.[19] Документы были:

Награды

Шульц является членом Национальная академия наук, США (1993), Институт медицины Национальной академии наук (1998).[4]

Рекомендации

  1. ^ «Исследовательский институт Скриппса назначает Питера Шульца генеральным директором, Стива Кея - президентом».
  2. ^ "Xconomy: Питер Шульц покидает ведущую должность в Институте геномики исследовательского фонда Novartis". 2010-07-14.
  3. ^ Хаггетт, Брэди; Пайснер, Кэтрин (7 августа 2014 г.). «20 лучших исследователей переводов в 2013 году». Природа Биотехнологии. 32 (8): 720. Дои:10.1038 / nbt.2986. PMID  25101739.
  4. ^ а б "Лектор Карла Шиппа Marvel 2008-09 - Питер Г. Шульц | Химия в Иллинойсе".
  5. ^ http://www.calibr.org/
  6. ^ «Merck создает институт, нанимает 150 человек в Ла Хойя». 2012-03-15.
  7. ^ «Новая модель сотрудничества Merck». Новости химии и машиностроения.
  8. ^ Сервис, Р. Ф. (15 марта 2012 г.). «Новый институт стремится помочь ученым изготавливать лекарства». Наука. 335 (6074): 1288–1289. Bibcode:2012Sci ... 335.1288S. Дои:10.1126 / science.335.6074.1288. PMID  22422951.
  9. ^ а б Биография Резюме В архиве 2008-03-28 на Wayback Machine
  10. ^ Lyssiotis, Costas A .; Форман, Рут К .; Стерк, Джудит; Гарсия, Майкл; Матур, Дивья; Маркулаки, Стилиани; Ханна, Джейкоб; Lairson, Люк Л .; Шаретт, Брэдли Д.; Bouchez, Laure C .; Боллонг, Майкл; Куник, Конрад; Бринкер, Ахим; Чо, Чарльз Ю.; Шульц, Питер Г .; Яениш, Рудольф (2 июня 2009 г.). «Перепрограммирование мышиных фибробластов в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки с химической комплементацией Klf4». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 106 (22): 8912–8917. Bibcode:2009ПНАС..106.8912Л. Дои:10.1073 / pnas.0903860106. ЧВК  2690053. PMID  19447925.
  11. ^ http://schultz.scripps.edu/research.php
  12. ^ Mehl, Ryan A .; Андерсон, Дж. Кристофер; Санторо, Стивен В .; Ван, Лэй; Мартин, Эндрю Б .; King, David S .; Хорн, Дэвид М .; Шульц, Питер Г. (январь 2003 г.). «Создание бактерий с генетическим кодом 21 аминокислоты». Журнал Американского химического общества. 125 (4): 935–939. Дои:10.1021 / ja0284153. PMID  12537491.
  13. ^ «Контекст :: 21-аминокислотная бактерия: расширение генетического кода».
  14. ^ "Исследование".
  15. ^ Mehta, Angad P .; Ван, Иян; Рид, Шон А .; Супекова, Любица; Джавахишвили, Цотне; Чапут, Джон С .; Шульц, Питер Г. (30 августа 2018 г.). «Бактериальный геном, содержащий химерные последовательности ДНК-РНК». Журнал Американского химического общества. 140 (36): 11464–11473. Дои:10.1021 / jacs.8b07046. PMID  30160955.
  16. ^ Мартин, Уильям Ф .; Ментель, Марек (2010). «Происхождение митохондрий». Природное образование. 3 (9): 58.
  17. ^ Mehta, Angad P .; Супекова, Любица; Чен, Цзянь-Хуа; Pestonjamasp, Kersi; Вебстер, Пол; Ко, Ёнджин; Хендерсон, Скотт С.; Макдермотт, Джерри; Супек, Франтишек; Шульц, Питер Г. (13 ноября 2018 г.). «Конструирование эндосимбионтов дрожжей как шаг к эволюции митохондрий». Труды Национальной академии наук. 115 (46): 11796–11801. Дои:10.1073 / pnas.1813143115. ЧВК  6243291. PMID  30373839.
  18. ^ Mehta, Angad P .; Ко, Ёнджин; Супекова, Любица; Pestonjamasp, Kersi; Ли, Джек; Шульц, Питер Г. (16 августа 2019 г.). «К синтетическому дрожжевому эндосимбионту с минимальным геномом». Журнал Американского химического общества. 141 (35): 13799–13802. Дои:10.1021 / jacs.9b08290. ЧВК  6999831. PMID  31419116.
  19. ^ Сервис, Роберт Ф. (2009). «Темная сказка за двумя ретракциями». Наука. 326 (5960): 1610–1611. Bibcode:2009Sci ... 326.1610S. Дои:10.1126 / science.326.5960.1610. JSTOR  27736671. PMID  20019260.
  20. ^ «Питер Шульц получил премию Tetrahedron за творчество в области органической химии».
  21. ^ «Йель присуждает девять почетных степеней на открытии 2015 года». 2015-05-15.
  22. ^ "Питер Шульц получит приз Сольве | Новости химии и машиностроения".
  23. ^ «Почетные докторские степени - Уппсальский университет, Швеция».

внешняя ссылка