Джон МакГихан

Джон МакГихан — шотландский ученый-исследователь и профессор структурной биологии. До 2022 года он был директором Центра инноваций в области ферментов (CEI) Портсмутского университета , а сейчас является главным научным сотрудником Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), Колорадо, США.

В 2018 году Макгихан возглавил международную группу ученых, которые охарактеризовали и разработали фермент, способный расщеплять полиэтилентерефталат (ПЭТ), основной материал, используемый при производстве одноразовых пластиковых бутылок и синтетического текстиля. ^{[ 1 ]} Бактерия, вырабатывающая этот фермент, Ideonella sakaiensis , была первоначально обнаружена и выделена на заводе по переработке отходов японской исследовательской группой в 2016 году. ^{[ 2 ]}

Команда Портсмутского университета вместе с исследователями из NREL и Университета Южной Флориды расшифровала структуру фермента ПЭТазы с высоким разрешением с помощью рентгеновской кристаллографии на алмазном источнике света. ^{[ 3 ]} и использовал эту структуру для разработки улучшенных версий фермента. История первоначального исследования широко освещалась в прессе (The Times, ^{[ 4 ]} Хранитель, ^{[ 5 ]} и Экономист ^{[ 6 ]}) и телевизионных СМИ (BBC, ^{[ 7 ]} ИТВ, ^{[ 8 ]} Си-Эн-Эн, ^{[ 9 ]} CBS, ^{[ 10 ]} Аль-Джазира, ^{[ 11 ]} и HBO ^{[ 12 ]}), охватывая глобальную аудиторию, насчитывающую более 2 миллиардов человек. Опубликованное исследование вошло в список Altmetric Top 100 всех опубликованных статей в 2018 году. ^{[ 13 ]} и 2020. ^{[ 14 ]}

Пластмассы, включая ПЭТ, несмотря на свою невероятную универсальность, устойчивы к естественному разрушению и представляют собой растущий источник загрязнения окружающей среды. ^{[ 15 ]} Ферменты открывают потенциальные пути расщепления пластика до исходных мономеров, что позволяет осуществлять круговую переработку. ^{[ 16 ]} Команда продолжает совершенствовать эти ферменты путем характеристики природных бактериальных систем с последующей белковой инженерией в лаборатории. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} В их последней работе используется AlphaFold от DeepMind ( видео ) для раскрытия трехмерных структур альтернативных ПЭТаз и других ферментов. ^{[ 19 ]} Движущей силой команды является использование технико-экономического анализа и оценки жизненного цикла для определения направления исследований и помощи в понимании экономических и экологических последствий новых технологий переработки. ^{[ 20 ]} В настоящее время их внимание сосредоточено на разработке систем замкнутого цикла и промышленно масштабируемых процессов, которые сокращают потребление энергии и выбросы парниковых газов, а также уменьшают загрязнение окружающей среды. ^{[ 21 ]}

Образование и членство

МакГихан учился в Академии Ларгс в Эйршире, Шотландия, и получил степень бакалавра микробиологии в Университете Глазго в 1993 году, а затем получил докторскую степень по вирусологии в вирусологическом отделении Совета медицинских исследований (MRC) в Глазго. Он является членом руководящей группы BOTTLE Consortium , одной из крупнейших исследовательских групп США, занимающихся переработкой пластика. Он является членом Американского химического общества , членом SACNAS , членом Королевского биологического общества и членом Королевского химического общества .

Карьера

Получив докторскую степень в Глазго, МакГихан работал в лабораториях структурной биологии Йоркского университета, а затем в 2000 году поступил в Портсмутский университет, где работал над ДНК-связывающими белками. В 2005 году он получил постдокторантуру в Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гренобле , Франция, занимаясь исследованиями макромолекулярной кристаллографии и спектроскопии.

В 2007 году он вернулся в Портсмутский университет, получил звание читателя в 2012 году и звание профессора в 2016 году. В 2019 году Макгихан стал директором-основателем Центра инноваций в области ферментов (CEI) в Портсмутском университете , где он возглавил исследовательская группа по инженерии ферментов. В 2022 году он занял пост генерального секретаря Всемирной ассоциации пластмасс в Монако, где был сопредседателем двух международных саммитов. ^{[ 22 ]} Макгихан вместе с Греггом Т. Бекхэмом в 2023 году был сопредседателем первой Гордонской исследовательской конференции по переработке и переработке пластмасс, собрав вместе 200 исследователей для обсуждения жизнеспособных решений нашей проблемы с пластиками.

МакГихан присоединился к Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в 2024 году в качестве главного научного сотрудника группы биоэнергетической науки и технологий в рамках инициативы «Циркулярная экономика для энергетических материалов». Используя биохимическую инженерию и биохимические науки, он возглавляет совместные проекты по разработке и применению ферментных технологий для производства экологически чистых химикатов и полимеров.

Исследовать

МакГихан интересуется ферментами, участвующими в расщеплении и повышении ценности биомассы, включая целлюлозу и лигнин, а также открытием и разработкой ферментов для синтеза и переработки экологически чистых химикатов, материалов и пластмасс. ^{[ 23 ]}

Ссылки

^ Остин, Гарри П.; Аллен, Марк Д.; Донохо, Брайон С.; Роррер, Николас А.; Кернс, Фиона Л.; Сильвейра, Родриго Л.; Поллард, Бенджамин К.; Доминик, Грэм; Думан, Рамона (08 мая 2018 г.). «Характеристика и разработка ароматической полиэстеразы, разлагающей пластик» . Труды Национальной академии наук . 115 (19): Е4350–Е4357. дои : 10.1073/pnas.1718804115 . ПМЦ 5948967 . ПМИД 29666242 .
^ Ёсида, Сёсуке; Хирага, Такехана, Танигучи, Икуо; Маэда, Ясухито; Миямото, Кендзи; «Бактерия, которая разлагается и ассимилируется». поли(этилентерефталат)». Science . 351 (6278): 1196–1199. Bibcode : 2016Sci...351.1196Y doi : 10.1126 /science.aad6359 . ISSN 0036-8075 . PMID 26965627. . S2CID 311462. 35 .
^ Остин, HP; Аллен, доктор медицины; Джонсон, CW; Бекхэм, GT; МакГихан, JE (25 апреля 2018 г.). «Кристаллическая структура высокого разрешения гидролазы, разлагающей полиэтилентерефталат, из Ideonella sakaiensis» . www.rcsb.org . doi : 10.2210/pdb6eqe/pdb . Проверено 17 августа 2018 г.
^ Уиппл, Том; Вебстер, Бен (17 апреля 2018 г.). «Фермент, разъедающий пластик, признан прорывом в переработке отходов» . Таймс . ISSN 0140-0460 . Проверено 17 августа 2018 г.
^ Кэррингтон, Дамиан (16 апреля 2018 г.). «Ученые случайно создали мутантный фермент, поедающий пластиковые бутылки» . Хранитель . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Фермент, который переваривает пластик, может ускорить переработку» . Экономист . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Надежда на переработку фермента, жадного до пластика» . Новости Би-би-си . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Случайное решение проблемы глобального потепления? Ферменты, которые могут расщеплять пластик» . Новости ИТВ . Проверено 17 августа 2018 г.
^ Уилкинсон, Бард. «Ученые надеются, что новый фермент «съест» пластиковое загрязнение» . CNN . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Может ли крошечный фермент уничтожить пластиковый мусор, отравляющий мировые океаны?» . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Ученые тестируют фермент, разъедающий пластик, чтобы бороться с загрязнением окружающей среды» . www.aljazeera.com . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Ученые случайно обнаружили фермент, разъедающий пластик, который может произвести революцию в переработке отходов» . Новости ВИЦЕ . Проверено 17 августа 2018 г.
^ «Альтметрика - Характеристика и разработка ароматической полиэстеразы, разлагающей пластик» . pnas.altmetric.com .
^ «Альтметрика – Характеристика и разработка двухферментной системы для деполимеризации пластмасс» . pnas.altmetric.com .
^ Джамбек, Дженна Р.; Гейер, Роланд; Уилкокс, Крис; Зиглер, Теодор Р.; Перриман, Мириам; Андради, Энтони; Нараян, Рамани; Закон, Кара Лаванда (13 февраля 2015 г.). «Попадание пластиковых отходов с суши в океан». Наука . 347 (6223): 768–771. Бибкод : 2015Sci...347..768J . дои : 10.1126/science.1260352 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 25678662 . S2CID 206562155 .
^ Эллис, Лукас Д.; Роррер, Николас А.; Салливан, Кевин П.; Отто, Майке; МакГихан, Джон Э.; Роман-Лешков Юрий; Виркс, Ник; Бекхэм, Грегг Т. (июль 2021 г.). «Химический и биологический катализ для переработки и переработки пластмасс» . Природный катализ . 4 (7): 539–556. дои : 10.1038/s41929-021-00648-4 . ISSN 2520-1158 .
^ Нотт, Брэндон С.; Эриксон, Эрика; Аллен, Марк Д.; Гадо, Иафет Э.; Грэм, Рози; Кернс, Фиона Л.; Пардо, Изабель; Топузлу, Эдже; Андерсон, Джаред Дж.; Остин, Гарри П.; Доминик, Грэм (24 сентября 2020 г.). «Характеристика и разработка двухферментной системы для деполимеризации пластмасс» . Труды Национальной академии наук . 117 (41): 25476–25485. дои : 10.1073/pnas.2006753117 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 7568301 . ПМИД 32989159 .
^ Эриксон, Эрика; Гадо, Иафет Э.; Авилан, Луисана; Братти, Фелиция; Бризендин, Ричард К.; Кокс, Пол А.; Гилл, Радж; Грэм, Рози; Ким, Донг-Джин; Кениг, Герхард; Миченер, Уильям Э.; Пудель, Сарой; Рамирес, Келси Дж.; Шекспир, Томас Дж.; Зан, Майкл (21 декабря 2022 г.). «Получение термотолерантных каркасов поли(этилентерефталат) гидролазы из природного разнообразия» . Природные коммуникации . 13 (1): 7850. doi : 10.1038/s41467-022-35237-x . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 9772341 . ПМИД 36543766 .
^ Мец, Кейд (22 июля 2021 г.). «ИИ предсказывает формы будущих молекул» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 23 июля 2024 г.
^ Сингх, Авантика; Роррер, Николас А.; Николсон, Скотт Р.; Эриксон, Эрика; ДеВо, Джейсон С.; Авелино, Андре FT; Ламерс, Патрик; Бхатт, Арпит; Чжан, Иминь; Эйвери, Грег; Тао, Линг; Пикфорд, Эндрю Р.; Карпентер, Альберта К.; МакГихан, Джон Э.; Бекхэм, Грегг Т. (сентябрь 2021 г.). «Техно-экономический, жизненный цикл и социально-экономический анализ воздействия ферментативной переработки поли(этилентерефталата)» . Джоуль . 5 (9): 2479–2503. дои : 10.1016/j.joule.2021.06.015 . ISSN 2542-4351 .
^ Укерт, Тейлор; ДеВо, Джейсон С.; Сингх, Авантика; Николсон, Скотт Р.; Ламерс, Патрик; Гош, Тападжоти; МакГихан, Джон Э.; Карпентер, Альберта К.; Бекхэм, Грегг Т. (30 августа 2022 г.). «Оценка жизненного цикла ферментативной переработки поли(этилентерефталата)» . Зеленая химия . 24 (17): 6531–6543. дои : 10.1039/D2GC02162E . ISSN 1463-9270 .
^ Броди, Ян (27 марта 2022 г.). «Всемирный саммит по пластмассам в Монако впервые дает о себе знать» . NEWS.MC - Новости Монако . Проверено 23 июля 2024 г.
^ «Джон Э. МакГихан» . ученый.google.co.uk . Проверено 24 июля 2024 г.

[1] Остин, Гарри П.; Аллен, Марк Д.; Донохо, Брайон С.; Роррер, Николас А.; Кернс, Фиона Л.; Сильвейра, Родриго Л.; Поллард, Бенджамин К.; Доминик, Грэм; Думан, Рамона (08 мая 2018 г.). «Характеристика и разработка ароматической полиэстеразы, разлагающей пластик» . Труды Национальной академии наук . 115 (19): Е4350–Е4357. дои : 10.1073/pnas.1718804115 . ПМЦ 5948967 . ПМИД 29666242 .

[2] Ёсида, Сёсуке; Хирага, Такехана, Танигучи, Икуо; Маэда, Ясухито; Миямото, Кендзи; «Бактерия, которая разлагается и ассимилируется». поли(этилентерефталат)». Science . 351 (6278): 1196–1199. Bibcode : 2016Sci...351.1196Y doi : 10.1126 /science.aad6359 . ISSN 0036-8075 . PMID 26965627. . S2CID 311462. 35 .

[3] Остин, HP; Аллен, доктор медицины; Джонсон, CW; Бекхэм, GT; МакГихан, JE (25 апреля 2018 г.). «Кристаллическая структура высокого разрешения гидролазы, разлагающей полиэтилентерефталат, из Ideonella sakaiensis» . www.rcsb.org . doi : 10.2210/pdb6eqe/pdb . Проверено 17 августа 2018 г.

[4] Уиппл, Том; Вебстер, Бен (17 апреля 2018 г.). «Фермент, разъедающий пластик, признан прорывом в переработке отходов» . Таймс . ISSN 0140-0460 . Проверено 17 августа 2018 г.

[5] Кэррингтон, Дамиан (16 апреля 2018 г.). «Ученые случайно создали мутантный фермент, поедающий пластиковые бутылки» . Хранитель . Проверено 17 августа 2018 г.

[6] «Фермент, который переваривает пластик, может ускорить переработку» . Экономист . Проверено 17 августа 2018 г.

[7] «Надежда на переработку фермента, жадного до пластика» . Новости Би-би-си . Проверено 17 августа 2018 г.

[8] «Случайное решение проблемы глобального потепления? Ферменты, которые могут расщеплять пластик» . Новости ИТВ . Проверено 17 августа 2018 г.

[9] Уилкинсон, Бард. «Ученые надеются, что новый фермент «съест» пластиковое загрязнение» . CNN . Проверено 17 августа 2018 г.

[10] «Может ли крошечный фермент уничтожить пластиковый мусор, отравляющий мировые океаны?» . Проверено 17 августа 2018 г.

[11] «Ученые тестируют фермент, разъедающий пластик, чтобы бороться с загрязнением окружающей среды» . www.aljazeera.com . Проверено 17 августа 2018 г.

[12] «Ученые случайно обнаружили фермент, разъедающий пластик, который может произвести революцию в переработке отходов» . Новости ВИЦЕ . Проверено 17 августа 2018 г.

[13] «Альтметрика - Характеристика и разработка ароматической полиэстеразы, разлагающей пластик» . pnas.altmetric.com .

[14] «Альтметрика – Характеристика и разработка двухферментной системы для деполимеризации пластмасс» . pnas.altmetric.com .

[15] Джамбек, Дженна Р.; Гейер, Роланд; Уилкокс, Крис; Зиглер, Теодор Р.; Перриман, Мириам; Андради, Энтони; Нараян, Рамани; Закон, Кара Лаванда (13 февраля 2015 г.). «Попадание пластиковых отходов с суши в океан». Наука . 347 (6223): 768–771. Бибкод : 2015Sci...347..768J . дои : 10.1126/science.1260352 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 25678662 . S2CID 206562155 .

[16] Эллис, Лукас Д.; Роррер, Николас А.; Салливан, Кевин П.; Отто, Майке; МакГихан, Джон Э.; Роман-Лешков Юрий; Виркс, Ник; Бекхэм, Грегг Т. (июль 2021 г.). «Химический и биологический катализ для переработки и переработки пластмасс» . Природный катализ . 4 (7): 539–556. дои : 10.1038/s41929-021-00648-4 . ISSN 2520-1158 .

[17] Нотт, Брэндон С.; Эриксон, Эрика; Аллен, Марк Д.; Гадо, Иафет Э.; Грэм, Рози; Кернс, Фиона Л.; Пардо, Изабель; Топузлу, Эдже; Андерсон, Джаред Дж.; Остин, Гарри П.; Доминик, Грэм (24 сентября 2020 г.). «Характеристика и разработка двухферментной системы для деполимеризации пластмасс» . Труды Национальной академии наук . 117 (41): 25476–25485. дои : 10.1073/pnas.2006753117 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 7568301 . ПМИД 32989159 .

[18] Эриксон, Эрика; Гадо, Иафет Э.; Авилан, Луисана; Братти, Фелиция; Бризендин, Ричард К.; Кокс, Пол А.; Гилл, Радж; Грэм, Рози; Ким, Донг-Джин; Кениг, Герхард; Миченер, Уильям Э.; Пудель, Сарой; Рамирес, Келси Дж.; Шекспир, Томас Дж.; Зан, Майкл (21 декабря 2022 г.). «Получение термотолерантных каркасов поли(этилентерефталат) гидролазы из природного разнообразия» . Природные коммуникации . 13 (1): 7850. doi : 10.1038/s41467-022-35237-x . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 9772341 . ПМИД 36543766 .

[19] Мец, Кейд (22 июля 2021 г.). «ИИ предсказывает формы будущих молекул» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 23 июля 2024 г.

[20] Сингх, Авантика; Роррер, Николас А.; Николсон, Скотт Р.; Эриксон, Эрика; ДеВо, Джейсон С.; Авелино, Андре FT; Ламерс, Патрик; Бхатт, Арпит; Чжан, Иминь; Эйвери, Грег; Тао, Линг; Пикфорд, Эндрю Р.; Карпентер, Альберта К.; МакГихан, Джон Э.; Бекхэм, Грегг Т. (сентябрь 2021 г.). «Техно-экономический, жизненный цикл и социально-экономический анализ воздействия ферментативной переработки поли(этилентерефталата)» . Джоуль . 5 (9): 2479–2503. дои : 10.1016/j.joule.2021.06.015 . ISSN 2542-4351 .

[21] Укерт, Тейлор; ДеВо, Джейсон С.; Сингх, Авантика; Николсон, Скотт Р.; Ламерс, Патрик; Гош, Тападжоти; МакГихан, Джон Э.; Карпентер, Альберта К.; Бекхэм, Грегг Т. (30 августа 2022 г.). «Оценка жизненного цикла ферментативной переработки поли(этилентерефталата)» . Зеленая химия . 24 (17): 6531–6543. дои : 10.1039/D2GC02162E . ISSN 1463-9270 .

[22] Броди, Ян (27 марта 2022 г.). «Всемирный саммит по пластмассам в Монако впервые дает о себе знать» . NEWS.MC - Новости Монако . Проверено 23 июля 2024 г.

[23] «Джон Э. МакГихан» . ученый.google.co.uk . Проверено 24 июля 2024 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]