Peter G. Schultz - Peter G. Schultz

Peter G. Schultz
narozený (1956-06-23) 23. června 1956 (věk 64)
Cincinnati, Ohio
Alma materCaltech
Známý jakoChemická biologie
OceněníCena ACS za čistou chemii (1990)
Vlčí cena (1994)
Vědecká kariéra
PoleChemie
InstituceVýzkumný ústav Scripps,
Doktorský poradcePeter Dervan
Ostatní akademičtí poradciChristopher Walsh
Pozoruhodné studentyDavid Liu
Sara Cherry

Peter G. Schultz (narozený 23 června 1956) je americký chemik. Je generálním ředitelem a profesorem chemie ve společnosti Výzkumný ústav Scripps,[1] zakladatel a bývalý ředitel společnosti GNF,[2] a zakládající ředitel Kalifornského institutu pro biomedicínský výzkum (Calibr), založeného v roce 2012. V srpnu 2014 Přírodní biotechnologie zařadil Schultz v roce 2013 mezi nejlepší výzkumné pracovníky v oblasti translace.[3]

Akademická kariéra

Schultz dokončil vysokoškolské vzdělání z Caltech v roce 1979 a tam pokračoval v doktorském studiu (v roce 1984) s Peter Dervan. Jeho disertační práce se zaměřila na generování a charakterizaci 1,1-diazenů a na generování sekvenčně selektivních molekul vázajících / štěpících polypyrol DNA. Poté strávil rok v Massachusetts Institute of Technology s Christopher Walsh před nástupem na chemickou fakultu v University of California, Berkeley. Stal se hlavním vyšetřovatelem společnosti Lawrence Berkeley National Laboratory v roce 1985 a vyšetřovatel Howard Hughes Medical Institute v roce 1994.[4] V roce 1999 se Schultz přestěhoval do Výzkumný ústav Scripps a také se stal zakládajícím ředitelem Genomics Institute of Novartis Research Foundation (GNF), který byl zahájen čistě jako výstup genomického výzkumu společnosti Novartis, ale který se během Schultzova působení rozšířil o významné úsilí v oblasti objevování drog a více než ztrojnásobil počet zamýšlených zaměstnanců (v současné době přes 500 lidí). V březnu 2010 odešel z GNF, aby se vrátil do neziskového sektoru, a v březnu 2012 založil Kalifornský institut pro biomedicínský výzkum (Calibr).[5][6][7][8] Vyškolil více než 300 postgraduálních studentů a postdoktorandů, z nichž mnozí jsou na fakultách významných výzkumných univerzit.[9]

Výzkum

Kombinatorická chemie a molekulární evoluce

Velká část Schultzovy práce spočívá v hledání způsobů, jak provádět velké množství podobných experimentů současně, na mnoha různých sloučeninách. Je jedním z předních průkopníků v oblasti kombinatorická chemie, screeningové molekulární knihovny a „vysoce výkonná“ chemie. Jeho zájmy jsou extrémně široké, s aplikacemi v takových rozmanitých oblastech, jako jsou katalytické mechanismy, buněčná specializace a další složité biologické procesy (obvykle studované biology, nikoli chemiky), základní fotochemie, biofyzikální sondy všech pruhů z NMR prostřednictvím pozitronové emise a věda o pevných látkách.

Na začátku své kariéry Schultz ukázal, že přirozenou molekulární rozmanitost imunitního systému lze nasměrovat k vytváření katalytické protilátky. Tato metoda umožnila následný vývoj mnoha nových selektivních katalyzátorů podobných enzymům pro reakce od acylového přenosu a redoxních reakcí až po pericyklické a metalační reakce. Ačkoli jejich katalytické aktivity jsou jen zřídka dostatečně silné na to, aby byly prakticky použitelné, poskytly katalytické protilátky důležité nové poznatky v našem chápání biokatalýzy, strukturní plasticity proteinů, vývoje biochemické funkce a samotného imunitního systému.

Schultz poté aplikoval molekulární rozmanitost - strategii vytváření velké komunity různých molekul, plus metodu lovu a identifikaci těch, kteří dělají, co chcete - na řadu problémů v chemii, biologii a vědě o materiálech. Spolu s Richard Lerner, byl jedním z kritických hráčů ve vývoji knihoven fágového displeje a čipy povrchové knihovny. Pro vysoce výkonné biologické testy, které vyžadují volně rozpustné testované sloučeniny, používá mikrorobotické systémy pro manipulaci s tekutinami, přizpůsobené pro 1 536 mikrojamkové destičky pro buněčnou kulturu, k samostatnému ošetření velmi malých buněčných kolonií velkým množstvím (stovek tisíc) různých sloučenin.[10]

Pomocí těchto různých vysoce výkonných a kombinatorických experimentálních přístupů Schultz identifikoval materiály s novými optickými, elektronickými a katalytickými vlastnostmi; také bílkoviny a malé molekuly, které řídí důležité biologické procesy, jako je stárnutí, rakovina, autoimunita a diferenciace kmenových buněk a de-specializace zpět na pluripotenci.

Nepřirozené aminokyseliny

Schultz je průkopníkem metody pro přidávání nových stavebních bloků, za běžných dvacet aminokyselin, do genetické kódy prokaryotických a eukaryotických organismů. Toho je dosaženo skríninkem knihoven mutantů aminoacyl tRNA syntetázy pro mutanty, kteří účtují nesmysl-kodon tRNA s požadovanou nepřirozenou aminokyselinou. Organismus, který exprimuje takovou syntetázu, pak může být geneticky naprogramováno začlenit nepřirozenou aminokyselinu do požadovaného proteinu v obvyklým způsobem, s nesmyslným kodonem nyní kódujícím nepřirozenou aminokyselinu. Za normálních okolností musí být nepřirozená aminokyselina sama syntetizována v laboratoři a dodána organismu přidáním do růstového média organismu. Nepřirozená aminokyselina musí být také schopna projít buněčnou membránou organismu do vnitřku organismu.

Více než sedmdesát nepřirozených aminokyselin bylo geneticky kódováno v bakteriích, kvasinkách a savčích buňkách, včetně fotoreaktivních, chemicky reaktivních, fluorescenčních, spinově aktivních, sulfatovaných, pre-fosforylovaných a na kov vázajících aminokyselin. Tato technologie umožňuje chemikům zkoumat a měnit vlastnosti proteinů, in vitro nebo in vivonasměrováním nových, laboratorně syntetizovaných chemických skupin konkrétně do libovolného vybraného místa libovolného proteinu, který nás zajímá.

Byl vytvořen bakteriální organismus, který biosyntetizuje novou, dříve nepřirozenou aminokyselinu (p-aminofenylalanin) ze základních zdrojů uhlíku a obsahuje tuto aminokyselinu ve svém genetickém kódu.[11][12][13] Toto je první příklad vytvoření samostatného organismu s jednadvaceti aminokyselinami.

Nepřirozená genetická informace

Schultzova skupina nedávno vytvořila bakterie, jejichž chromozomy zahrnují nepřirozené DNA báze, a bakterie, jejichž chromozomy jsou hybridy, které zahrnují jak RNA, tak DNA.[14][15]

Počátky mitochondrií

Za účelem zjištění podrobností tradičně přijímané hypotézy, že mitochondrie vznikly, když se v hostitelských buňkách usídlily nezávislé bakterie schopné dýchacího (na kyslíku závislého) metabolismu, které byly dříve schopné pouze fermentace (metabolismu bez použití kyslíku), a vyvinuly se symbiotický vztah s nimi,[16] Schultzova skupina vytvořila bakterie schopné přežít uvnitř kvasinkových buněk a udržovat symbiotický vztah s hostitelskými kvasinkovými buňkami prováděním reakcí, které kvasinkové buňky nemohou bez bakterií katalyzovat.[17] Jedním z cílů této práce je kultivovat hybridy kvasinkových bakterií a zjistit, zda se bakteriální genom vyvíjí, aby zvýšil vzájemné výhody svých chemických interakcí s hostitelskými buňkami, jak se to stalo v průběhu času u mitochondrií.[18]

Obchodní činnost

Je zakladatelem Affymax Research Institute, Technologie Symyx, Syrrx, Kalypsys, Phenomix, Ilypsa, Ambrx a Wildcat Discovery Technologies.[Citace je zapotřebí ]

Publikace a odvolání

Schultz je autorem přibližně 500 příspěvků.[9]

Jeden z jeho příspěvků v roce 2013 PNAS o výrobě stabilnějších protilátek byl odvolán kvůli podezřelým údajům od spoluautora Shiladitya Sen:

  • Wang, F; Sen, S; Zhang, Y; Ahmad, já; Zhu, X; Wilson, IA; Smider, VV; Magliery, TJ; Schultz, PG (12. března 2013). „Somatická hypermutace udržuje termodynamickou stabilitu protilátky během afinitního zrání“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (11): 4261–6. Bibcode:2013PNAS..110,4261W. doi:10.1073 / pnas.1301810110. PMC  3600448. PMID  23440204. Oznámení o stažení: „Retraction for Wang et al., Somatic hypermutation udržuje protilátku termodynamickou stabilitu během afinitního zrání“. Sborník Národní akademie věd. 114 (37): E7855. 12. září 2017. doi:10.1073 / pnas.1712805114. PMC  5604045. PMID  28874538.

Dva dokumenty z jeho laboratoře publikované v roce 2004, jeden v Věda a jeden dovnitř Journal of the American Chemical Society, byly staženy v roce 2009 v souvislosti s prací v laboratoři Shultz postdoktorem Zhiwen Zhangem o začlenění nepůvodních glykosylovaných aminokyselin do proteinů. Pokud by uspěla, mohla by se tato metoda stát základním nástrojem pro zkoumání funkcí připojení sacharidů k ​​proteinům; práci však nebylo možné replikovat, a když laboratoř šla najít příslušné notebooky, chyběly. V průběhu vyšetřování Zhang obdržel e-maily a telefonní hovory, které ho vydíraly, a v jednom okamžiku osoba, která to dělá, napsala několik institucí a Věda že řekl, že spáchá sebevraždu. Laboratoř nakonec identifikovala problém jako nepochopení funkce klíčového enzymu použitého v experimentech.[19] Papíry byly:

Ocenění

Schultz je členem Národní akademie věd, USA (1993), Lékařský ústav Národní akademie věd (1998).[4]

Reference

  1. ^ „Výzkumný ústav Scripps jmenoval Petera Schultze výkonným ředitelem, Steve Kay prezidentem“.
  2. ^ „Xconomy: Peter Schultz končí ve špičkovém zaměstnání v Genomics Institute ve výzkumné nadaci Novartis“. 2010-07-14.
  3. ^ Huggett, Brady; Paisner, Kathryn (7. srpna 2014). „Top 20 translačních výzkumníků v roce 2013“. Přírodní biotechnologie. 32 (8): 720. doi:10.1038 / nbt.2986. PMID  25101739.
  4. ^ A b „Carl Shipp Marvel Lecturer 2008-09 - Peter G. Schultz | Chemistry at Illinois“.
  5. ^ http://www.calibr.org/
  6. ^ „Merck vytvoří institut, najmout 150 v La Jolla“. 2012-03-15.
  7. ^ „Nový model společnosti Merck pro spolupráci“. Chemické a technické novinky.
  8. ^ Service, R. F. (15. března 2012). „Nový institut si klade za cíl pomoci akademikům vyrábět léky“. Věda. 335 (6074): 1288–1289. Bibcode:2012Sci ... 335.1288S. doi:10.1126 / science.335.6074.1288. PMID  22422951.
  9. ^ A b Životopis Archivováno 2008-03-28 na Wayback Machine
  10. ^ Lyssiotis, Costas A .; Foreman, Ruth K .; Staerk, Judith; Garcia, Michael; Mathur, Divya; Markoulaki, Styliani; Hanna, Jacob; Lairson, Luke L .; Charette, Bradley D .; Bouchez, Laure C .; Bollong, Michael; Kunick, Conrad; Brinker, Achim; Cho, Charles Y .; Schultz, Peter G .; Jaenisch, Rudolf (2. června 2009). „Přeprogramování myších fibroblastů na indukované pluripotentní kmenové buňky s chemickou komplementací Klf4“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 106 (22): 8912–8917. Bibcode:2009PNAS..106,8912L. doi:10.1073 / pnas.0903860106. PMC  2690053. PMID  19447925.
  11. ^ http://schultz.scripps.edu/research.php
  12. ^ Mehl, Ryan A .; Anderson, J. Christopher; Santoro, Stephen W .; Wang, Lei; Martin, Andrew B .; King, David S .; Horn, David M .; Schultz, Peter G. (leden 2003). "Generace bakterií s genetickým kódem 21 aminokyselin". Journal of the American Chemical Society. 125 (4): 935–939. doi:10.1021 / ja0284153. PMID  12537491.
  13. ^ "Kontext :: Bakterie s 21 aminokyselinami: Rozšíření genetického kódu".
  14. ^ "Výzkum".
  15. ^ Mehta, Angad P .; Wang, Yiyang; Reed, Sean A .; Supeková, Lubica; Javahishvili, Tsotne; Chaput, John C .; Schultz, Peter G. (30. srpna 2018). „Bakteriální genom obsahující chimérické sekvence DNA – RNA“. Journal of the American Chemical Society. 140 (36): 11464–11473. doi:10.1021 / jacs.8b07046. PMID  30160955.
  16. ^ Martin, William F .; Mentel, Marek (2010). „Původ mitochondrií“. Přírodní výchova. 3 (9): 58.
  17. ^ Mehta, Angad P .; Supeková, Lubica; Chen, Jian-Hua; Pestonjamasp, Kersi; Webster, Paul; Ko, Yeonjin; Henderson, Scott C .; McDermott, Gerry; Supek, František; Schultz, Peter G. (13. listopadu 2018). „Inženýrské kvasinkové endosymbionty jako krok k vývoji mitochondrií“. Sborník Národní akademie věd. 115 (46): 11796–11801. doi:10.1073 / pnas.1813143115. PMC  6243291. PMID  30373839.
  18. ^ Mehta, Angad P .; Ko, Yeonjin; Supeková, Lubica; Pestonjamasp, Kersi; Li, Jack; Schultz, Peter G. (16. srpna 2019). „Směrem k syntetickému kvasinkovému endosymbiontu s minimálním genomem“. Journal of the American Chemical Society. 141 (35): 13799–13802. doi:10.1021 / jacs.9b08290. PMC  6999831. PMID  31419116.
  19. ^ Service, Robert F. (2009). „Temný příběh za dvěma stáhnutími“. Věda. 326 (5960): 1610–1611. Bibcode:2009Sci ... 326.1610S. doi:10.1126 / science.326.5960.1610. JSTOR  27736671. PMID  20019260.
  20. ^ „Peter Schultz získal Cenu Tetrahedron za kreativitu v organické chemii“.
  21. ^ „Yale uděluje na začátku roku 2015 devět čestných titulů“. 2015-05-15.
  22. ^ "Peter Schultz obdrží cenu Solvay | Chemické a technické novinky".
  23. ^ „Čestné doktoráty - Univerzita v Uppsale, Švédsko“.

externí odkazy