Nediljko Budiša

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Nediljko "Ned" Budisa
Nediljko Budisa 2012.jpg
Budiša u laboratoriju godine 2012.
Rođenje 21. studenog 1966.
Šibenik, Hrvatska
Prebivalište Njemačka
Državljanstvo Flag of Croatia.svg hrvatsko
Polje Biokemija, Biorganska kemija, Sintetička biologija
Institucija Tehničko Sveučilište u Berlinu
Alma mater Prirodoslovno-matematički fakultet u Zagrebu
Poznat po inženjerstvu genetičkog koda (Ksenobiologija)

Nediljko "Ned" Budiša (Šibenik, 21. studenog 1966.) je hrvatski biokemičar i profesor biokatalize na Tehničkom Sveučilištu u Berlinu.[1] Budiša je pionir na području inženjerstva genetičkog koda (upute) i kemijske sintetičke biologije (Ksenobiologije). Njegovo istraživanje ima širok spektar primjena u raznim područjima počevši od bioorganske i biomedicinske kemije, strukturne biologije i biofizike, molekularne biotehnologije te inženjerstva metabolizma i biomaterijala. Autor je za sada jedinog udžbenika u svom istraživačkom području: "Engineering the genetic code: expanding the amino acid repertoire for the design of novel proteins".[2]

Akademski razvoj[uredi VE | uredi]

Budiša je stekao diplomu gimnazijskog nastavnika u kemiji i biologiji 1990. godine na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF) Sveučilišta u Zagrebu, diplomirao je na Molekularnoj biologiji 1993 godine kada ujedno i završava poslijediplomske studije u biofizici na PMF-u. Brani doktorski rad 1997. godine na Tehničkom sveučilištu u Münchenu pod vodstvom profesora Roberta Hubera. Na Tehničkom Sveučilištu u Münchenu uspjeva i habilitirati 2005., te iste godine preuzima vodstvo juniorske istraživačke grupe ("Molekularna Biotehnologija")[3] na Max-Planck-Institutu za Biokemiju u Münchenu. Dobiva poziv (2008. godine) za redovitog sveučilišnog profesora na Tehničkom Sveučilištu u Berlinu (TUB) gdje otpočinje znanstveno-nastavnu aktivnost 2010. godine.[4], Budiša je također član Centra izvrsnosti “Unifying Concepts in Catalysis” Tehničkog sveučilišta u Berlinu (UniCat)[5] a bio je i član CIPSM-Centra izvrsnosti Tehničkog sveučilišta u Münchenu u vremenu između 2007. i 2010.[6] Godine 2014. osnovao je prvi uspješni iGEM tim u Berlinu.[7]

Znanstvena djelatnost, otkrića i izumi[uredi VE | uredi]

Budiša je utemeljitelj metode ugradnje aminokiselina u proteine (bjelančevine) pod selekcijskim pritiskom (Selective Pressure Incorporation, SPI[8]) koja omogućuje pojedinačne i višestruke[9] in vivo-ugradnje sintetičkih (ili nekanonskih) analoga prirodnih (kanonskih) aminokiselina, po mogućnosti 'tripletnom prenamjenom' (engleski: codon reassignment) smislenih (sense) kodona genetičkog koda (genske upute).[10] Njegova metodologija omogućuje fine kemijske manipulacije aminokiselinskim pokrajnjim ostacima i to uglavnom prolina, triptofana i metionina; često se ti eksperimenti izvode u sklopu jednostavnog metaboličkog inženjerstva.[11][12] Temeljni cilj njegovih istraživanja i inžinjerskog pristupa biologiji jest prijenos tzv. bio-ortogonalnih fizičko-kemijskih svojstava i reakcija (npr. kemoselektivna ligacija kao što je klik-kemija) te prijenos raznih spektroskopskih svojstva (npr. 'plava'[13] i 'zlatna'[14] fluorescencija) u kemiju živih bića. Na taj način se također eksprimentalno sprovodi obogaćivanje biokemije života i sa elementima kao što je fluor, selen ili telurij koji se javljaju samo u tragovima u metabolizmu živih stanica.[15]

Budiša dobro je poznat po uspostavi upotrebe nekanonskih aminokiselina koje sadrže selen za kristalografiju proteina[16] dok su se aminokiselinski analozi koji sadržavaju fluor, pokazali posebno podesnim za za 19F NMR spektroskopiju[17] i studije proteinskog savijanja (folding). U značajne Budišine izume spadaju i prva demonstracija kako se inženjerstvo genetičkog koda može koristiti kao alat za dizajn terapijskih proteina[18] i ribosomski sintetiziranih peptidnih lijekova[19]. Isto tako, pošlo mu je za rukom sprovesti i inovativno inženjerstvo biomaterijala na bazi adhezivnih (ljepljivih) proteina iz školjaka.[20] U Budišine značajne doprinose ubrajaju se i dizajn kemijskog modela kojim je objasnio ulogu oksidacije metionina u zloćudnoj agregaciji prionskih proteina[21] te otkriće uloge endo/egzo konformacije prolinskog prstena za stabilnost, savijanje (folding) i translaciju proteina.[22][23]

Godine 2015, Budišina grupa je uspješno provela dugoročni eksperiment mikrobne laboratorijske evolucije koji je rezultirao potpunom, proteomskom zamjenom svih 20.899 triptofanskih ostataka s tienopirol-alaninom u genetičkom kodu (uputi) bakterije Escherichia coli.[24] Ti rezultati daju čvrstu osnovu za laboratorijsku evoluciju života s alternativnim metabolitima ili sintetičkim (umjetnim) biokemijskim sustavima. Istovremeno taj pristup omogućava razvoj zanimljive tehnologije biološke sigurnosti i bezbjednosti gdje bi sintetičke stanice bile opremljene sa umjetnom genetičkom barijerom - tzv. genetička ogradnja (u engleskom govornom području koristi se izraz: genetic firewall; vidi: Ksenobiologija)[25] te mogu preživjeti samo u neprirodom okolišu tj. antopogenim laboratorijskim uvjetima.

Budiša također je aktivno uključen u raspravu o mogućim društvenim, etičkim i filozofskim utjecajima i posljedicama radikalnog inžinjerstva genetičkog koda (upute) u kontekstu nastojanja stvaranja sintetičkih stanica i života kao platformi za biotehnologiju budućnosti.[26]

Izbor nagrada[uredi VE | uredi]

  • 2004: BioFuture Award[27]

Poveznice[uredi VE | uredi]

Vidi također[uredi VE | uredi]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Website des Instituts für Chemie der TUB.
  2. knjiga kod Wiley Online Library. DOI:10.1002/3527607188.
  3. Molekularna Biotehnologija. Max-Planck-Institut.
  4. web stranica instituta za kemiju TUB.
  5. UniCat Cluster of Excellence.
  6. List of CIPSM professors.
  7. iGEM tim u Berlinu.
  8. Budisa, N. (2004). "Prolegomena to future efforts on genetic code engineering by expanding its amino acid repertoire". Angewandte Chemie-International Edition 43: 3387–3428.
  9. (2010). "In Vivo Double and Triple Labeling of Proteins Using Synthetic Amino Acids". Angewandte Chemie-International Edition 49: 5446-5450.
  10. (2014). "Sense codon emancipation for proteome-wide incorporation of noncanonical amino acids: rare isoleucine codon AUA as a target for genetic code expansion". FEMS Microbiol Letter 351: 133–44.
  11. (2017). "Coupling genetic code expansion and metabolic engineering for synthetic cells". Current Opinion in Biotechnology 48.
  12. (2017). "Design of an S-Allylcysteine in situ production and incorporation system based on a novel pyrrolysyl-tRNA synthetase variant". ChemBioChem 18: 85-90.
  13. (2008). "Azatryptophans endow proteins with intrinsic blue fluorescence". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (42): 16095-16100.
  14. (2003). "Expansion of the Genetic Code Enables Design of a Novel "Gold" Class of Green Fluorescent Proteins". Journal of Molecular Biology 328: 977-1202.
  15. (2017). "Biocatalysis with Unnatural Amino Acids: Enzymology Meets Xenobiology". Angewandte Chemie-International Edition 56: 9680–9703.
  16. (1995). "High level biosynthetic substitution of methionine in proteins by its analogues 2-aminohexanoic acid, selenomethionine, telluromethionine and ethionine in Escherichia coli". Eur. J. Biochem 230: 788-796.
  17. (2002). "Slow Conformational Exchange Processes in Green Fluorescent Protein Variants evidenced by NMR Spectroscopy". J. Am. Chem. Soc. 124: 7932-7942.
  18. (1998). "Residue specific bioincorporation of non-natural biologically active amino acids into proteins as possible drug carriers. Structure and stability of per-thiaproline mutant or annexin V". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 455-459.
  19. Budisa, N. (2013). "Expanded genetic code for the engineering of ribosomally synthetized and post-translationally modified peptide natural products (RiPPs)". Current Opinion in Biotechnology 24: 591-598.
  20. (2017). "Photoactivatable mussel-based underwater adhesive proteins by an expanded genetic code". ChemBioChem.
  21. (2009). "Design of anti- and pro-aggregation variants to assess the effects of methionine oxidation in human prion protein". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106: 7756-7761.
  22. (2008). "Synthetic Biology of Proteins: Tuning GFP´s Folding and Stability with Fluoroproline". PLoSONE 3: e1680.
  23. (2015). "Entropic Contribution of Elongation Factor P to Proline Positioning at the Catalytic Center of the Ribosome". J. Am. Chem. Soc. 137: 12997–13006.
  24. (2015). "Chemical evolution of a bacterial proteome". Angewandte Chemie-International Edition 54: 10030-10034. NIHMSID: NIHMS711205
  25. (2011). "On the Road towards Chemically Modified Organisms Endowed with a Genetic Firewall". Angewandte Chemie-International Edition 50: 6960–6962.
  26. (2017). "Xenobiology: State-of-the-art, Ethics and Philosophy of new-to-nature organisms". Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology: 1-15.
  27. BioFuture Award profile.