Peter G. Schultz (nacido el 23 de junio de 1956) es un químico estadounidense. Es el director ejecutivo y profesor de química en el Instituto de Investigación Scripps , [1] el fundador y ex director de GNF , [2] y el director fundador del Instituto de Investigación Biomédica de California (Calibr), establecido en 2012. En agosto de 2014 , Nature Biotechnology clasificó a Schultz como el investigador traslacional número uno en 2013. [3]
Peter G. Schultz | |
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Nació | |
alma mater | Caltech |
Conocido por | Biologia quimica |
Premios | Premio ACS en Química Pura (1990) Premio Wolf (1994) |
Carrera científica | |
Campos | Química |
Instituciones | El Instituto de Investigación Scripps , |
Asesor de doctorado | Peter Dervan |
Otros asesores académicos | Christopher Walsh |
Estudiantes notables | David Liu Sara Cereza Nathanael Grey |
Carrera académica
Schultz completó su licenciatura de Caltech en 1979 y continuó allí para su doctorado (en 1984) con Peter Dervan . Su trabajo de tesis se centró en la generación y caracterización de 1,1-diazenos y la generación de moléculas de unión / escisión de ADN de polipirrol selectivas de secuencia. Luego pasó un año en el Instituto de Tecnología de Massachusetts con Christopher Walsh antes de unirse a la facultad de química de la Universidad de California, Berkeley . Se convirtió en Investigador Principal del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 1985 e investigador del Instituto Médico Howard Hughes en 1994. [4] En 1999, Schultz se trasladó al Instituto de Investigación Scripps y también se convirtió en Director fundador del Instituto de Genómica de la Fundación de Investigación Novartis. (GNF), que se inició puramente como un medio de investigación genómica de Novartis, pero que creció durante el mandato de Schultz para incluir un esfuerzo significativo de descubrimiento de fármacos y más del triple del número de empleados previstos (actualmente más de 500 personas). En marzo de 2010, dejó GNF para regresar al sector sin fines de lucro y fundó el Instituto de Investigación Biomédica de California (Calibr) en marzo de 2012. [5] [6] [7] [8] Ha capacitado a más de 300 estudiantes graduados y becarios postdoctorales, muchos de los cuales están en las facultades de las principales universidades de investigación. [9]
Investigar
Química combinatoria y evolución molecular
Gran parte del trabajo de Schultz consiste en encontrar formas de hacer muchos experimentos similares al mismo tiempo, en muchos compuestos diferentes. Es uno de los principales pioneros en química combinatoria , bibliotecas moleculares cribables y química de "alto rendimiento". Sus intereses son extremadamente amplios, con aplicaciones en áreas tan diversas como mecanismos catalíticos, especialización celular y otros procesos biológicos complejos (normalmente estudiados por biólogos, no químicos), fotoquímica básica, sondas biofísicas de todo tipo, desde RMN hasta emisión de positrones. y ciencia de materiales de estado sólido.
Al principio de su carrera, Schultz demostró que la diversidad molecular natural del sistema inmunológico podría dirigirse a generar anticuerpos catalíticos . Este método permitió el desarrollo posterior de muchos nuevos catalizadores similares a enzimas selectivos para reacciones que van desde la transferencia de acilo y reacciones redox hasta reacciones pericíclicas y de metalación. Aunque sus actividades catalíticas rara vez son lo suficientemente fuertes como para ser de uso práctico, los anticuerpos catalíticos han proporcionado nuevos conocimientos importantes en nuestra comprensión de la biocatálisis, la plasticidad estructural de las proteínas, la evolución de la función bioquímica y el sistema inmunológico en sí.
Luego, Schultz aplicó la diversidad molecular, la estrategia de crear una gran comunidad de moléculas diferentes, además de un método para pescar e identificar las que hacen lo que usted quiere, a una variedad de problemas en química, biología y ciencia de los materiales. Junto con Richard Lerner , fue uno de los actores críticos en el desarrollo de bibliotecas de presentación de fagos y chips de bibliotecas de superficie . Para bioensayos de alto rendimiento que requieren compuestos de prueba libremente solubles, utiliza sistemas de manipulación de fluidos microrobóticos, adaptados para placas de cultivo celular de 1.536 micropocillos, para tratar por separado colonias de células muy pequeñas con un gran número (cientos de miles) de compuestos diferentes. [10]
Utilizando estos diversos enfoques experimentales combinatorios y de alto rendimiento, Schultz ha identificado materiales con nuevas propiedades ópticas, electrónicas y catalíticas; también, proteínas y moléculas pequeñas que controlan importantes procesos biológicos como el envejecimiento, el cáncer, la autoinmunidad y la diferenciación y desespecialización de las células madre de regreso a la pluripotencia.
Aminoácidos no naturales
Schultz ha sido pionero en un método para agregar nuevos componentes básicos , más allá de los veinte aminoácidos comunes , a los códigos genéticos de los organismos procariotas y eucariotas. Esto se logra mediante el cribado de bibliotecas de sintetasas de ARNt de aminoacilo mutante en busca de mutantes que carguen ARNt de codones sin sentido con el aminoácido no natural deseado. El organismo que expresa tal sintetasa puede programarse genéticamente para incorporar el aminoácido no natural en una proteína deseada de la forma habitual , con el codón sin sentido ahora codificando el aminoácido no natural. Normalmente, el propio aminoácido no natural debe sintetizarse en el laboratorio y suministrarse al organismo agregándolo al medio de crecimiento del organismo. El aminoácido no natural también debe poder pasar a través de la membrana celular del organismo hacia el interior del organismo.
Se han codificado genéticamente más de setenta aminoácidos no naturales en bacterias, levaduras y células de mamíferos, incluidos los aminoácidos fotorreactivos, químicamente reactivos, fluorescentes, activos por espín, sulfatados, prefosforilados y que se unen a metales. Esta tecnología permite a los químicos sondear y cambiar las propiedades de las proteínas, in vitro o in vivo , dirigiendo restos químicos novedosos sintetizados en laboratorio específicamente en cualquier sitio elegido de cualquier proteína de interés.
Se ha generado un organismo bacteriano que biosintetiza un nuevo aminoácido previamente no natural (p-aminofenilalanina) a partir de fuentes de carbono básico e incluye este aminoácido en su código genético. [11] [12] [13] Este es el primer ejemplo de la creación de un organismo autónomo de veintiún aminoácidos.
Información genética antinatural
El grupo de Schultz ha creado recientemente bacterias cuyos cromosomas incluyen bases de ADN no naturales y bacterias cuyos cromosomas son híbridos que incluyen tanto ARN como ADN. [14] [15]
Orígenes de las mitocondrias
Con el fin de sondear los detalles de la hipótesis tradicionalmente aceptada de que las mitocondrias se originaron cuando bacterias independientes capaces de un metabolismo respiratorio (dependiente de oxígeno) se establecieron dentro de las células huésped que anteriormente solo habían sido capaces de fermentar (metabolismo sin usar oxígeno), y evolucionaron para establecer una relación simbiótica con ellos, [16] el grupo de Schultz ha creado bacterias capaces de sobrevivir dentro de las células de levadura y mantener una relación simbiótica con las células de levadura huésped mediante la realización de reacciones que las células de levadura no pueden catalizar sin las bacterias. [17] Uno de los objetivos de este trabajo es cultivar los híbridos de levadura-bacteria y ver si el genoma bacteriano evoluciona para aumentar los beneficios mutuos de sus interacciones químicas con las células huésped, como ha sucedido con las mitocondrias a lo largo del tiempo. [18]
Actividades comerciales
Es fundador de Affymax Research Institute, Symyx Technologies , Syrrx, Kalypsys, Phenomix, Ilypsa, Ambrx y Wildcat Discovery Technologies. [ cita requerida ]
Publicaciones y retractaciones
Schultz ha escrito alrededor de 500 artículos. [9]
Uno de sus artículos en 2013 PNAS sobre la fabricación de anticuerpos más estables fue retirado, debido a datos sospechosos del coautor Shiladitya Sen:
- Wang, F; Sen, S; Zhang, Y; Ahmad, yo; Zhu, X; Wilson, IA; Smider, VV; Magliery, TJ; Schultz, PG (12 de marzo de 2013). "La hipermutación somática mantiene la estabilidad termodinámica del anticuerpo durante la maduración de la afinidad" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (11): 4261–6. Código Bibliográfico : 2013PNAS..110.4261W . doi : 10.1073 / pnas.1301810110 . PMC 3600448 . PMID 23440204 . Aviso de retractación: "Retracción de Wang et al., La hipermutación somática mantiene la estabilidad termodinámica del anticuerpo durante la maduración de la afinidad" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (37): E7855. 12 de septiembre de 2017. doi : 10.1073 / pnas.1712805114 . PMC 5604045 . PMID 28874538 .
Dos artículos de su laboratorio publicados en 2004, uno en Science y otro en Journal of the American Chemical Society , fueron retirados en 2009, relacionados con el trabajo en el laboratorio de Shultz por un postdoctorado, Zhiwen Zhang, sobre la incorporación de aminoácidos glicosilados no nativos en proteínas. Si hubiera tenido éxito, este método podría haberse convertido en una herramienta esencial para investigar las funciones de las uniones de carbohidratos a las proteínas; sin embargo, el trabajo no pudo ser replicado, y cuando el laboratorio fue a buscar los cuadernos relevantes, estos faltaban. En el curso de la investigación, Zhang recibió correos electrónicos y llamadas telefónicas que lo chantajeaban, y en un momento la persona que hizo esto escribió a varias instituciones y a Science diciendo que se iba a suicidar. El laboratorio finalmente identificó el problema como un malentendido de la función de una enzima clave utilizada en los experimentos. [19] Los artículos fueron:
- Zhang, Z; Gildersleeve, J; Yang, YY; Xu, R; Loo, JA; Uryu, S; Wong, CH; Schultz, PG (16 de enero de 2004). "Una nueva estrategia para la síntesis de glicoproteínas". Ciencia . 303 (5656): 371–3. Código Bibliográfico : 2004Sci ... 303..371Z . doi : 10.1126 / science.1089509 . PMID 14726590 . Aviso de retractación: Sills, Jennifer; Zhang, Zhiwen; Gildersleeve, Jeff; Yang, Yu-Ying; Xu, Ran; Loo, Joseph A .; Uryu, Sean; Wong, Chi-Huey; Schultz, Peter G. (27 de noviembre de 2009). "Retracción". Ciencia . 326 (5957): 1187.1–1187. Código Bibliográfico : 2009Sci ... 326.1187Z . doi : 10.1126 / science.326.5957.1187-a . PMID 19965450 .
- Xu, R; Hanson, SR; Zhang, Z; Yang, YY; Schultz, PG; Wong, CH (8 de diciembre de 2004). "Incorporación de sitio específico de la N-acetilgalactosamina-alfa-O-treonina de tipo mucina en la proteína en Escherichia coli". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 126 (48): 15654–5. doi : 10.1021 / ja044711z . PMID 15571382 . Aviso de retractación: Xu, Ran; Hanson, Sarah R .; Zhang, Zhiwen; Yang, Yu-Ying; Schultz, Peter G .; Wong, Chi-Huey (30 de septiembre de 2009). "Incorporación de sitio específico de la mucina tipo N-acetilgalactosamina-α-O-treonina en proteína en Escherichia coli" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 131 (38): 13883. doi : 10.1021 / ja906705a . PMID 19731911 .
Premios
Schultz es miembro de la Academia Nacional de Ciencias, EE. UU. (1993), el Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias (1998). [4]
- Premio Tetraedro 2019 [20]
- Premio Heinrich Wieland 2016
- 2015 Doctorado honorario de la Universidad de Yale [21]
- 2013 Premio Solvay Laureate Química para el Futuro [22]
- Premio ACS Arthur C. Cope 2006
- 1995 doctorado honorario de la Universidad de Uppsala , Suecia [23]
- 1994 Premio Wolf de Química
- Premio ACS 1990 en Química Pura
- 1988 Premio NSF Alan T. Waterman
Referencias
- ^ "Scripps Research Institute nombra a Peter Schultz como director general, Steve Kay como presidente" .
- ^ "Xconomy: Peter Schultz sale de Top Job en el Instituto de Genómica de la Fundación de Investigación Novartis" . 2010-07-14.
- ^ Huggett, Brady; Paisner, Kathryn (7 de agosto de 2014). "Top 20 investigadores traslacionales en 2013" . Biotecnología de la naturaleza . 32 (8): 720. doi : 10.1038 / nbt.2986 . PMID 25101739 .
- ^ a b "Carl Shipp Marvel Lecturer 2008-09 - Peter G. Schultz | Química en Illinois" .
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- ^ "Merck para crear instituto, contrata 150 en la Jolla" . 2012-03-15.
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- ^ Lyssiotis, Costas A .; Foreman, Ruth K .; Staerk, Judith; García, 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 de junio de 2009). "Reprogramación de fibroblastos murinos a células madre pluripotentes inducidas con complementación química de Klf4" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 106 (22): 8912–8917. Código bibliográfico : 2009PNAS..106.8912L . doi : 10.1073 / pnas.0903860106 . PMC 2690053 . PMID 19447925 .
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- ^ "Peter Schultz para recibir el premio Solvay | Noticias de ingeniería y química" .
- ^ "Doctorados honorarios - Universidad de Uppsala, Suecia" .
enlaces externos
- El sitio web del grupo Schultz en Scripps Research