Blake Simmons

ingeniero químico americano

Blake A. Simmons es un ingeniero químico , emprendedor y académico estadounidense. Es profesor adjunto en la Universidad de Queensland , ^[1] y en la Universidad de Hawai en Hilo , director de la División de Ingeniería y Sistemas Biológicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , ^[2] y director de ciencia y tecnología del Joint BioEnergy. Instituto . ^[3]

Simmons es más conocido por sus trabajos sobre el desarrollo de biocombustibles y biomateriales utilizando biotecnología y biofabricación , junto con el desarrollo de nanomateriales para aplicaciones energéticas. Entre sus trabajos notables se encuentran sus publicaciones en revistas académicas, incluidas Energy and Environmental Science , ChemSusChem , Nature Microbiology , Green Chemistry , the Proceedings of the National Academy of Sciences , One Earth y Nature ^[4], así como un libro editado titulado Chemical y Catálisis Bioquímica para Biocombustibles de Próxima Generación . ^[5]

Educación

Simmons completó su Licenciatura en Ingeniería Química en la Universidad de Washington en 1997. En 2001 obtuvo un doctorado en ingeniería química en la Universidad de Tulane . ^[1]

Carrera

En 2001, Simmons comenzó su mandato en Sandia National Laboratories , donde ocupó varios cargos, incluido el de miembro principal del personal técnico, miembro principal del personal técnico, gerente del Departamento de ciencias de la biomasa y tecnologías de conversión y del Departamento de sistemas energéticos. De 2010 a 2014, se desempeñó allí como gerente senior del Grupo de Ciencia y Tecnología de Biocombustibles y Biomateriales, y líder del Programa de Biomasa del DOE. Posteriormente, de 2014 a 2016, fue nombrado director senior de Advanced Biomanufacturing Group, manteniendo su función como líder del programa de biomasa. Desde 2007 ocupa el cargo de vicepresidente de la División de Deconstrucción y Director de Ciencia y Tecnología del Joint BioEnergy Institute. ^[3] En 2016 se unió al Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, donde se desempeña como Director de la División de Ingeniería y Sistemas Biológicos en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Además, también cofundó Illium Technologies en 2015, Caribou Biofuels en 2020 y Erg Bio en 2023. ^[6]

Simmons se desempeñó como estudiante asistente de investigación de posgrado en la Universidad de Tulane de 1997 a 2001. Ha sido profesor adjunto en la Universidad de Queensland desde 2012 ^[1] y en la Universidad de Hawai'i-Hilo desde 2023.

Patentes

Simmons posee patentes sobre varios proyectos. ^{[7] [8] [9]} Esto incluye un proyecto centrado en la mejora de la biomasa, especialmente los subproductos de la producción de etanol, para generar valiosos intermediarios químicos, combustibles, aminoácidos y nutrientes mediante técnicas de pretratamiento y fermentación que utilizan organismos modificados. ^[10]

Investigación

La investigación de Simmons se ha centrado en bioenergía, biotecnología, biofabricación y el desarrollo de nanotecnología y materiales nanoestructurados. Sus primeras investigaciones demostraron el uso de dielectroforesis basada en aislantes (iDEP) para separar y concentrar eficazmente células vivas y muertas de Escherichia coli aprovechando las diferencias en su movilidad dielectroforética, ofreciendo una herramienta para el análisis bacteriano sin los inconvenientes de los métodos tradicionales basados ​​en electrodos. ^[11] Al investigar la preparación, caracterización y propiedades ópticas de dos estructuras organometálicas (MOF) de zinc basadas en conectores de estilbeno, su trabajo colaborativo de 2007 con Crissie Bauer y otros encontró que sus espectros de emisión se correlacionan con los entornos de ligandos locales observados en el cristal. estructuras, con implicaciones para las aplicaciones de sensores. ^[12] En 2009, colaboró ​​con Seema Singh y otros para investigar el uso de mapeo autofluorescente para visualizar celulosa y lignina en tallos de pasto varilla durante el pretratamiento con líquido iónico. El estudio reveló la alteración de la pared celular, la solubilización de la biomasa y la posterior regeneración de la celulosa con altos rendimientos de azúcar, lo que indica el potencial para una producción eficiente de biocombustibles. ^[13]

El trabajo de Simmons de 2010 comparó la eficiencia de dos tecnologías de pretratamiento de biomasa, hidrólisis ácida diluida y disolución en un líquido iónico, utilizando pasto varilla como cultivo bioenergético modelo, y descubrió que el pretratamiento con líquido iónico mejora la eficiencia de la sacarificación y el rendimiento de glucano en comparación con el pretratamiento con ácido diluido. ^[14] En 2011, editó el libro Chemical and Biochemical Catalysis for Next Generation Biofuels . El libro proporcionó una descripción general completa de los sistemas catalíticos y los procesos de conversión involucrados en la producción de biocombustibles lignocelulósicos, comparando enfoques bioquímicos, químicos y termoquímicos para abordar los desafíos y avances para lograr una producción de biocombustibles eficiente y asequible. ^[5] Su investigación de 2012 presentó un análisis tecnoeconómico que muestra que el costo de producir celulasas fúngicas para biocombustibles lignocelulósicos es más alto de lo que comúnmente se supone, con una variabilidad significativa que depende de factores como los rendimientos de conversión de biomasa y los tiempos de fermentación. El estudio también indicó la necesidad de realizar esfuerzos para reducir los costos de las enzimas para hacer que la producción de biocombustibles sea más viable económicamente. ^[15] En 2014, presentó MaxBin, un algoritmo de software para agrupar automáticamente secuencias metagenómicas ensambladas, facilitando la recuperación de genomas individuales a partir de conjuntos de datos metagenómicos. El algoritmo identificó con precisión genomas microbianos, como se demuestra mediante análisis de conjuntos de datos simulados, datos metagenómicos reales del Proyecto Microbioma Humano y consorcios microbianos celulolíticos, lo que permitió el descubrimiento de nuevas poblaciones de bacterias celulolíticas. ^[16] En una investigación relacionada, presentó MaxBin 2.0, un método computacional mejorado para recuperar genomas microbianos a partir de conjuntos de datos metagenómicos. ^[17]

A través de su trabajo colaborativo en JBEI, Simmons ha trabajado en el desarrollo de una nueva clase de líquidos iónicos que son biocompatibles con enzimas y microbios. Más recientemente, en 2023, desarrolló en colaboración un modelo matemático utilizando parámetros derivados de COSMO-RS y técnicas de aprendizaje automático para predecir la solubilidad del dióxido de carbono en disolventes eutécticos profundos, demostrando su confiabilidad para los procesos de captura de CO2. ^[18]

Premios y honores

• 1996 – Junior destacado de Dow Chemical en ingeniería química
• 1997 – Beneficiario de la beca de la Junta de Regentes de Luisiana
• 2009 – Premio al joven alumno destacado en ciencias e ingeniería, Universidad de Tulane
• 2011 – Elegido miembro del Colegio de becarios del Instituto Americano de Ingenieros Médicos y Biológicos
• 2018 – Premio al Logro del Secretario de Energía del DOE, equipo de desarrollo de procesos y pretratamiento ^[19]
• 2020 – Premio al Logro del Secretario de Energía del DOE, Equipo del Laboratorio Nacional de Biotecnología Virtual COVID-19 ^[20]

Bibliografía

Libros

• Catálisis química y bioquímica para biocombustibles de próxima generación (2011) ISBN 9781849730303

Artículos seleccionados

• Lapizco-Encinas, BH, Simmons, BA, Cummings, EB y Fintschenko, Y. (2004). Concentración dielectroforética y separación de bacterias vivas y muertas en una serie de aisladores. Química analítica, 76 (6), 1571-1579.
• Bauer, CA, Timofeeva, TV, Settersten, TB, Patterson, BD, Liu, VH, Simmons, BA y Allendorf, MD (2007). Influencia de la conectividad y la porosidad en la luminiscencia basada en ligandos en estructuras metalorgánicas de zinc. Revista de la Sociedad Química Estadounidense, 129(22), 7136–7144.
• Li, C., Knierim, B., Manisseri, C., Arora, R., Scheller, HV, Auer, M., ... y Singh, S. (2010). Comparación del pretratamiento con ácido diluido y líquido iónico de pasto varilla: recalcitrancia de biomasa, deslignificación y sacarificación enzimática. Tecnología de biorecursos, 101(13), 4900–4906.
• Wu, YW, Simmons, BA y Singer, SW (2016). MaxBin 2.0: un algoritmo de agrupación automatizado para recuperar genomas de múltiples conjuntos de datos metagenómicos. Bioinformática, 32(4), 605–607.
• Klein‐Marcuschamer, D., Oleskowicz‐Popiel, P., Simmons, BA y Blanch, HW (2012). El desafío del costo de las enzimas en la producción de biocombustibles lignocelulósicos. Biotecnología y bioingeniería, 109(4), 1083–1087.
• Xu, F., Sun, J., Konda, NVSNM, Shi, J., Dutta, T., Scown, CD,. . . Singh, S. (2016). Transformación de la conversión de biomasa con líquidos iónicos: intensificación del proceso y desarrollo de un proceso de alta gravedad en un solo recipiente para la producción de etanol celulósico. Energía y ciencias ambientales, 9(3), 1042–1049.
• Pérez-Pimienta JA, Papa G., Sun J., Stavila V., Sánchez A., Gladden J., Simmons BA (2021). Producción de etanol en un solo recipiente bajo condiciones de pretratamiento optimizadas utilizando bagazo de agave con una alta carga de sólidos con líquido iónico prótico biocompatible de bajo costo. Química verde, 24, 207–217.
• Lankiewicz TS, Choudhary H., Gao Y., Amer B., Lillington SP, Leggieri PA, Brown JL, Swift CL, Lipzen A., Na H., Amirebrahimi M., Theodorou MK, Baidoo EEK, Barry K., Grigoriev IV, Tomhokin VI, Gladden J., Singh S., Mortimer JC, Ralph J., Simmons BA, Singer SW, O'Malley MA (2023) Deconstrucción de lignina por hongos anaeróbicos. Microbiología de la naturaleza, 8, 596–610.
• Dou C., Choudhary H., Wang Z., Baral NW, Mohan M., Aguilar RA, Huang S., Holiday A., Banatao DR, Singh S., Scown CD, Keasling JD, Simmons BA, Sun N. ( 2023) Un enfoque híbrido químico-biológico puede reciclar residuos plásticos mixtos con costos y huellas de carbono reducidos. Una Tierra, 6, 1576–1590.

Referencias

1. "Blake SIMMONS | Director de división | Ingeniería química | Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, CA | LBL | Ingeniería y sistemas biológicos | Perfil de investigación".
2. "Blake Simmons | Biociencias | Laboratorio de Berkeley". Área de Biociencias .
3. "Blake Simmons". jbei.org .
4. "Blake A. Simmons". académico.google.com .
5. "Catálisis química y bioquímica para biocombustibles de próxima generación".
6. "Biocombustibles CARIBÚ".
7. "Procesamiento de materias primas mixtas para bioenergía utilizando líquidos iónicos". Oficina de Propiedad Intelectual . 14 de agosto de 2014.
8. "Enzimas celulasas tolerantes a líquidos iónicos".
9. "Extracción de azúcar y reciclaje de líquidos iónicos mediante soluciones alcalinas".
10. "Mejora bioquímica de biomasa y productos de cereales ricos en proteínas".
11. Lapizco-Encinas, Blanca H.; Simmons, Blake A.; Cummings, Eric B.; Fintschenko, Yolanda (15 de marzo de 2004). "Concentración dielectroforética y separación de bacterias vivas y muertas en una serie de aislantes". Química analítica . 76 (6): 1571-1579. doi :10.1021/ac034804j. PMID  15018553 - vía PubMed.
12. Bauer, Cristina A.; Timofeeva, Tatiana V.; Settersten, Thomas B.; Patterson, Brian D.; Liu, Vicente H.; Simmons, Blake A.; Allendorf, Mark D. (6 de junio de 2007). "Influencia de la conectividad y la porosidad en la luminiscencia basada en ligandos en estructuras organometálicas de zinc". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 129 (22): 7136–7144. doi :10.1021/ja0700395. PMID  17503820 - vía PubMed.
13. Singh, Seema; Simmons, Blake A.; Vogel, Kenneth P. (4 de septiembre de 2009). "Visualización de la solubilización de biomasa y regeneración de celulosa durante el pretratamiento con líquido iónico de pasto varilla". Biotecnología y Bioingeniería . 104 (1): 68–75. doi : 10.1002/bit.22386. PMID  19489027 - vía CrossRef.
14. "Comparación del pretratamiento con ácido diluido y líquido iónico de pasto varilla: recalcitrancia de biomasa, deslignificación y sacarificación enzimática - ScienceDirect".
15. Klein-Marcuschamer, Daniel; Oleskowicz-Popiel, Piotr; Simmons, Blake A.; Blanch, Harvey W. (4 de abril de 2012). "El desafío del coste de las enzimas en la producción de biocombustibles lignocelulósicos". Biotecnología y Bioingeniería . 109 (4): 1083–1087. doi : 10.1002/bit.24370. PMID  22095526 - vía PubMed.
16. Wu, Yu-Wei; Tang, Yung-Hsu; Tringe, Susannah G.; Simmons, Blake A.; Cantante, Steven W. (1 de agosto de 2014). "MaxBin: un método de agrupación automatizado para recuperar genomas individuales a partir de metagenomas utilizando un algoritmo de maximización de expectativas". Microbioma . 2 (1): 26. doi : 10.1186/2049-2618-2-26 . PMC 4129434 . PMID  25136443. 
17. "MaxBin 2.0: un algoritmo de agrupación automatizado para recuperar genomas de múltiples conjuntos de datos metagenómicos".
18. Mohan, estado de ánimo; Demerdash, Omar; Simmons, Blake A.; Smith, Jeremy C.; Kidder, Michelle K.; Singh, Seema (9 de mayo de 2023). "Predicción precisa de la captura de dióxido de carbono por disolventes eutécticos profundos utilizando química cuántica y una red neuronal". Química verde . 25 (9): 3475–3492. doi :10.1039/D2GC04425K. OSTI  1960697 - a través de pubs.rsc.org.
19. "Equipo de desarrollo de procesos y pretratamiento de JBEI honrado por el Secretario de Energía". jbei.org . 5 de septiembre de 2018.
20. "Los equipos de laboratorio obtienen premios al logro del Secretario del DOE | Laboratorio Nacional Lawrence Livermore". www.llnl.gov .