Nikolay Dokholyan

Nikolay V. Dokholyan
Nationalitet	amerikansk
Yrke(n)	Biofysiker, akademiker och forskare
Utmärkelser	March of Dimes Basil O'Connor Starter Scholar Research Award Fellow, American Physical Society Michael Hooker Distinguished Professorship G. Thomas Passananti Professorship Distinguished Edmond J. Safra Center Speaker, Tel Aviv University Fellow, American Association for the Advancement of Science Fellow, American Institute for Medicinsk och biologisk teknik (AIMBE)
Akademisk bakgrund
Utbildning	BS, Fysik M.S., Fysik Ph.D., Fysik
Alma mater	Moscow Institute of Physics and Technology , Ryssland Boston University , USA
Akademiskt arbete
institutioner	Penn State College of Medicine

Nikolay V. Dokholyan är en amerikansk biofysiker, akademiker och forskare. Han är professor i G. Thomas Passananti och vice ordförande för forskning vid Penn State College of Medicine .

Dokholyans forskning fokuserar främst på translationell forskning , med särskild uppmärksamhet på tillämpningar av grundläggande vetenskap när det gäller att ta itu med några av de utmanande problemen inom biologi och medicin. Han är författare till en bok med titeln Computational Modeling of Biological Systems.

Dokholyan är medlem i American Association for the Advancement of Science och American Physical Society , grundaren av CFold, Inc., och grundaren och ordföranden för Molecules in Action, LLC. Han fungerar som bokserieredaktör för serier i beräkningsbiofysik , chefredaktör för proteiner: struktur, funktion och bioinformatik och redaktör för F1000-forskning .

Utbildning

Dokholyan studerade vid Moscow Institute of Physics and Technology och fick sin kandidat- och magisterexamen i fysik 1992 respektive 1994. Han flyttade sedan till USA och tog sin doktorsexamen i fysik från Boston University 1999 med H. Eugene Stanley . Han tjänstgjorde som postdoktor vid National Institutes of Health vid Institutionen för kemi och kemisk biologi vid Harvard University fram till 2002.

Karriär

Dokholyan började sin karriär 1988 med en tvåårig utnämning som lärare i fysik och matematik i en skola vid Moskva Institutet för fysik och teknik. Från 2002 till 2008 tjänstgjorde han som biträdande professor i biokemi och biofysik vid University of North Carolina i Chapel Hill, och hade även sekundära utnämningar som fakulteten för bioinformatik och beräkningsbiologi utbildningsprogram, Molecular and Cellular Biophysics Program, och Carolina Center för Genom vetenskaper. Han började på fakulteten för Neuroscience Center 2005 och Lineberger Comprehensive Cancer Center 2006. 2008 blev han anställd och befordrad till docent vid institutionen för biokemi och biofysik, och 2009 började han på fakulteten vid Cystisk fibros och lungforskning & Treatment Center och Center for Neurosensory Disorders. Han tjänstgjorde som medlem av North Carolina Translational and Clinical Sciences Institute från 2010 till 2018, som professor vid institutionen för biokemi och biofysik från 2011 till 2018, och som Michael Hooker Distinguished Professor från 2014 till 2018 vid University of North Carolina i Chapel Hill. 2017 hade han en utnämning som adjungerad professor vid Joint Department of Biomedical Engineering vid University of North Carolina vid Chapel Hill och North Carolina State University. För närvarande tjänstgör han som adjungerad professor vid University of North Carolina i Chapel Hill, och har adjungerade utnämningar vid institutionerna för kemiavdelningen och biomedicinsk teknik vid Pennsylvania State University. Han är också associerad med The Huck Institutes of the Life Sciences. Han fungerar som G. Thomas Passananti-professor och vice ordförande för forskning vid Penn State College of Medicine där han innehar utnämningar vid institutionerna för farmakologi och biokemi och molekylärbiologi. 2021 blev han biträdande direktör för Penn State Clinical and Translational Science Institute.

Forskning

Dokholyans forskning faller inom områdena beräkningsbiologi , translationell vetenskap, biofysik och biokemi . Hans arbete är fokuserat på att utveckla och förstå grundläggande principer för proteinfelveckning i neurodegenerativa sjukdomar med hjälp av beräknings- och experimentella metoder. Hans labb har utforskat tillvägagångssätten för simuleringar och modellering av molekylär dynamik, och läkemedelsupptäckt , samtidigt som han fokuserar på både biologisk terapi och screening av små molekyler.

Amyotrofisk lateralskleros (ALS) etiologi

I sin studie angående ALS bestämde Dokholyan SOD1-aggregationsvägen och lyfte fram förekomsten av familjär amyotrofisk lateral skleros-kopplad SOD1-aggregation på grund av en mutationsinducerad ökning av dimerdissociation och/eller ökning av apomonomerbildning. Han upptäckte också post-translationella modifieringar av superoxiddismutas (SOD1) i humana erytrocyter, och fann att glutationylering främjar SOD1-monomerbildning och stöder en modell där ökad oxidativ stress främjar SOD1-aggregation. 2011 studerade han rollen av glutationylering vid Cys-111 när det gäller att inducera dissociation av vildtyps- och FALS-mutanta SOD1-dimerer med hjälp av beräkningsstrukturell modellering. Han utforskade ytterligare modellen för ALS-etiologi och fick reda på att oxidativ stress och åldrande är kopplade till proteinaggregation.

Dokholyan beskrev toxiciteten hos icke-nativ SOD1-trimer i termer av motorneuroner, upptäckte förmågan hos SOD1-mutanter för att främja trimerisering och ökad celldöd och betraktade identifieringen av cytotoxiska arter som ett primärt steg i samband med att belysa den molekylära etiologin för ALS. Under 2018 genomförde han en studie baserad på effekterna av stora SOD1-aggregat på cellviabilitet i en modell av amyotrofisk lateralskleros. Resultaten av hans studie visade att till skillnad från trimerisk SOD är stora amyloidaggregat skyddande mot motorneuroner.

Molekylära regulatorer av cellulära fenotyper

Dokholyan utvecklade många verktyg för funktionell reglering av proteiner i levande celler. Han introducerade också konceptet med nanodatormedel (NCA), diskuterade dess fördelar när det gäller att främja djupare förståelse för mänsklig biologi och sjukdomar, och underlätta utvecklingen av in situ precisionsterapi. 2002 betraktade han aminosyror som kärnbildningscentra för proteinveckning, och betonade deras "småvärlds"-funktion att ha en begränsad uppsättning hörn med stor anslutning. Med Rapaports tillvägagångssätt vidareutvecklade han diskreta molekylära dynamikstudier av veckningen av en proteinliknande modell.

HIV-vaccin

Under 2019 utvecklade Dokholyan epitoper som utlöste immunsvar hos kaniner som kan inaktivera levande HIV-virus. Han utforskade grundläggande strukturella element för mål för skyddande antikroppar och visade att designimmunogener med hög mimik mot virala proteiner leder till utforskningen av nya mallar för vaccinutveckling.

Pris och ära

• 2003 - Mottagare, IBM/UNC Research Council Award
• 2004 - IBM Junior Faculty Development Award, University of North Carolina vid Chapel Hill
• 2004 - March of Dimes Basil O'Connor Starter Scholar Research Award
• 2011 - Bokserieredaktör, Series in Computational Biophysics
• 2013 - Fellow, American Physical Society
• 2014-2018 - Michael Hooker Distinguished Professorship
• 2018 - G. Thomas Passananti-professuren
• 2019 - Distinguished Edmond J. Safra Center Speaker, Tel Aviv University
• 2019 - Fellow, American Association for the Advancement of Science
• 2020 - Keynote Speaker, "Smart Materials Programmed to Operate in Living Systems", Charlotte, USA
• 2021 - Dekanföreläsning, Penn State College of Medicine
• 2022 - Fellow, American Institute for Medical and Biological Engineering (AIMBE)

Bibliografi

Utvalda artiklar

• Dokholyan, NV, Buldyrev, SV, Stanley, HE, & Shakhnovich, EI (1998). Diskreta molekylära dynamikstudier av veckningen av en proteinliknande modell. Vikning och design, 3(6), 577-587.
• Vendruscolo, M., Dokholyan, NV, Paci, E., & Karplus, M. (2002). Liten världsbild av aminosyrorna som spelar en nyckelroll i proteinveckning. Physical Review E, 65(6), 061910.
• Dokholyan, NV, Li, L., Ding, F., & Shakhnovich, EI (2002). Topologiska bestämningsfaktorer för proteinveckning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(13), 8637-8641.
• Yin, S., Ding, F., & Dokholyan, NV (2007). Eris: en automatisk skattare av proteinstabilitet. Nature methods, 4(6), 466-467.
• Serohijos, AW, Hegedűs, T., Aleksandrov, AA, He, L., Cui, L., Dokholyan, NV, & Riordan, JR (2008). Fenylalanin-508 förmedlar en cytoplasmatisk-membrandomänkontakt i CFTR 3D-strukturen avgörande för montering och kanalfunktion. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(9), 3256-3261.