Nediljko Budiša

Nediljko "Ned" Budisa
Budiša u laboratoriju godine 2012.
Rođenje	21. studenog 1966. Šibenik, Hrvatska
Prebivalište	Njemačka i Kanada
Državljanstvo	hrvatsko
Polje	Biokemija, Biorganska kemija, Sintetička biologija
Institucija	Tehničko Sveučilište u Berlinu i Sveučilište u Manitobi, Winnipeg, Kanada
Alma mater	Prirodoslovno-matematički fakultet u Zagrebu
Poznat po	inženjerstvu genetičkog koda (Ksenobiologija)

Nediljko "Ned" Budiša (Šibenik, 21. studenog 1966.) je hrvatski biokemičar, profesor kemije i vođa nacionalne katedre prve klase za kemijsku sintetičku biologiju (Tier 1 Canada Research Chair (CRC) in Chemical Synthetic Biology) na Sveučilištu u Manitobi (Winnipeg, Kanada). 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".

Akademski razvoj

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") na Max-Planck-Institutu za Biokemiju u Münchenu. Dobiva poziv (2008. godine) za redovitog sveučilišnog profesora na Tehničkom Sveučilištu u Berlinu (TUB) gdje je vršio znanstveno-nastavnu aktivnost u vremenu 2010-2018. godine. U listopadu 2018. je prihvatio poziv sveučilišta u Manitobi za redovitog profersora kemije i vođu nacionalne katedre prve klase za kemijsku sintetičku biologiju (Tier 1 CRC in Chemical Synthetic Biology). Istovremeno je zadržao status asociranog profesora Tehničkom Sveučilištu u Berlinu. Budiša je također član Centra izvrsnosti “Unifying Systems in Catalysis” Tehničkog sveučilišta u Berlinu (UniSysCat) a bio je i član CIPS^M-Centra izvrsnosti Tehničkog sveučilišta u Münchenu u vremenu između 2007. i 2010. Godine 2014. osnovao je prvi uspješni iGEM tim u Berlinu.

Znanstvena djelatnost, otkrića i izumi

Budiša je utemeljitelj metode ugradnje aminokiselina u proteine (bjelančevine) pod selekcijskim pritiskom (Selective Pressure Incorporation, SPI) koja omogućuje pojedinačne i višestruke in vivo-ugradnje sintetičkih (ili nekanonskih) analoga prirodnih (kanonskih) aminokiselina, po mogućnosti 'tripletnom prenamjenom' (engleski: codon reassignment) smislenih (sense) kodona genetičkog koda (genske upute). 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. 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' i 'zlatna' 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.

Budiša dobro je poznat po uspostavi upotrebe nekanonskih aminokiselina koje sadrže selen za kristalografiju proteina dok su se aminokiselinski analozi koji sadržavaju fluor, pokazali posebno podesnim za za ¹⁹F NMR spektroskopiju 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 i ribosomski sintetiziranih peptidnih lijekova. Isto tako, pošlo mu je za rukom sprovesti i inovativno inženjerstvo biomaterijala na bazi adhezivnih (ljepljivih) proteina iz školjaka. U Budišine značajne doprinose ubrajaju se i dizajn kemijskog modela kojim je objasnio ulogu oksidacije metionina u zloćudnoj agregaciji prionskih proteina te otkriće uloge endo/egzo konformacije prolinskog prstena za stabilnost, savijanje (folding) i translaciju proteina.

Zajedno s talentiranim suradnikom Vladimirom Kubiškinom sintetizirao je hidrofobni umjetni poliprolin II heliks u sklopu dugoročne istraživačke suradnje s Anne Ullrich s Tehničkog Instituta u Karlsruheu. Njegovi raniji radovi na bio-expresiji prolinskih analoga u kombinaciji sa rezultatima ovog projekta pridonijeli su postavki teorije "alaninskog svijeta". Ona objašnjava zašto je priroda odabrala genetički kod (univerzalan za sva živa bića na zemlji) sa „samo“ 20 kanonskih (standardnih) amino kiselina za ribosomsku sintezu proteina.

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. 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) 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.

Izbor nagrada

• 2004: BioFuture Award
• 2017: Publication Award Fluorine Chemistry

Poveznice

• Homepage of the TU Berlin
• Centar izvrsnosti UniCat
• Talk about the future of Xenobiology
• General talk about Genetic Code Engineering Vladimir Prelog simpozij, Zagreb 2015.
• Built-in drugs could target tissues
• Genetic Code 2.0 - 3 Synthetic Amino Acids Combined Into One Protein
• Oxidation sets off fatal structural change of human prion proteins
• iGEM.Berlin Magnetic e.Coli
• Intestinal bacteria produce mussel adhesive - Crijevne bakterije proizvode samoljepljive proteine iz školjki
• Profesor i hobby boksač (članak na njemačkom)

Vidi također

• Središnja dogma molekularne biologije
• Genetički kod (uputa)
• Prošireni genetički kod
• Astrobiologija
• Biokonjugacija
• Bioortogonalna kemija
• Biosigurnost
• Biosignature
• Ciljana evolucija
• Umjetni život
• Ksenobiologija

Izvori

1. PREUSMJERI Predložak:Izvori