CARL WOESE: ELÄMÄKERTA, TAKSONOMIA, MUUT JULKAISUT, TEOKSET - ARTE - 2025

Carl Woese (1928-2012) oli kuuluisa amerikkalainen mikrobiologi, jonka työ mullisti ymmärrystä mikrobimaailmasta sekä tavasta, jolla koemme kaiken maapallon elämän suhteet.

Carl Woese keskitti tiedemaailman huomion enemmän kuin mikään muu tutkija aineettomaan, mutta hallitsevaan mikrobimaailmaan. Heidän työnsä ansiosta voimme tuntea ja analysoida valtakuntaa, joka ulottuu paljon yli patogeenisten bakteerien.

Carl Richard Woese oli amerikkalainen mikrobiologi, jonka työ mullisti ymmärrystä mikrobimaailmasta. Lähde: Don Hamerman

Teoksillaan Woese kehitti käsityksen elämän kehityksestä; Tämä saavutettiin elävien olentojen geenisekvenssien avulla osoittaen siten, että evoluutiohistoria voidaan jäljittää yhteiseen esi-isoon.

Lisäksi tämän tutkimuksen aikana Woese löysi kolmannen elämäalueen, joka tunnetaan nimellä archaea.

Elämäkerta

Carl Richard Woese syntyi vuonna 1928 Syracusessa, New Yorkissa. Hän opiskeli matematiikkaa ja fysiikkaa Amherst Collegessa Massachusettsissa ja ansaitsi tohtorin tutkinnon. biofysiikassa Yalen yliopistossa vuonna 1953.

Woese sai koulutuksensa johtavilta tutkijoilta ja Nobel-palkinnon saajilta, kuten hänen valmistuneelta ohjaajaltansa, biofyysikolta Ernest Pollardilta, joka itse oli fysiikan Nobel-palkinnon voittaja James Chadwick.

Woesen kiinnostus geneettisen koodin ja ribosomien alkuperästä kehittyi työskennellessä biofysiikkona Yleisessä sähköisessä tutkimuslaboratoriossa. Myöhemmin, vuonna 1964, amerikkalainen molekyylibiologi Sol Spiegelman kutsui hänet liittymään Illinoisin yliopiston tiedekuntaan, missä hän pysyi kuolemaansa asti (2012).

Woesen inhimillinen puoli

Läheisten kollegoidensa mukaan Woese oli syvästi omistautunut työlleen ja oli erittäin vastuullinen tutkimuksessaan. Monet kuitenkin sanovat, että mikrobiologilla oli hauskaa tekeessään työtä. Lisäksi luokkatoverinsa kuvasivat häntä loistavaksi, kekseliäksi, rehelliseksi, anteliseksi ja nöyräksi henkilöksi.

Palkinnot ja tunnustukset

Tutkimusvuosiensa aikana hän sai monia palkintoja ja tunnustuksia, kuten MacArthur -apuraha. Hän oli myös jäsenenä Yhdysvaltain kansallisessa tiedeakatemiassa ja kuninkaallisessa seurassa.

Vuonna 1992 Woese sai Leeuwenhoek-mitalin Alankomaiden kuninkaalliselta taiteen ja tieteen akatemialta - sitä pidettiin mikrobiologian korkeimpana palkintona - ja vuonna 2002 hänelle myönnettiin Yhdysvaltain kansallinen tiedemitali.

Samoin vuonna 2003 hänelle myönnettiin Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian biotieteiden Crafoord-palkinto, rinnakkaispalkinto Nobel-palkinnolle.

Tieteellisen kehityksen määrittäminen Woesen visioon

Biologia luokitteli elävät olennot 1970-luvulla viiteen suureen valtakuntaan: kasvit, eläimet, sienet, prokaryootit (tai bakteerit), yksinkertaiset solut, joilla ei ole sisäistä rakennetta, ja eukaryootit, joiden soluissa on ydin ja muut komponentit..

Molekyylibiologian edistyminen antoi Woeselle kuitenkin mahdollisuuden tarkastella eri tavalla maan elämän perusteita. Tällä tavalla hän osoitti, että elämällä jokaisessa viidessä valtakunnassa on sama perusta, samoin biokemia ja sama geneettinen koodi.

Geneettinen koodi

Nukleiinihappojen, deoksiribonukleiinihapon (DNA) ja ribonukleiinihapon (RNA) löytämisen jälkeen määritettiin, että geneettinen koodi tallentuu näihin kahteen makromolekyyliin. DNA: n ja RNA: n olennainen ominaisuus on, että ne koostuvat pienempien molekyylien toistoista, joita kutsutaan nukleotideiksi.

Tämän ansiosta oli mahdollista todeta, että suuri elämän monimuotoisuus johtuu näiden kahden molekyylin nukleotidien komponenttien eroista.

Tässä suhteessa Woesen panos RNA: n rakenteen ymmärtämiseen ja määrittämiseen oli välttämätöntä. Näiden tutkimusten suorittamisen jälkeen Woese kiinnostui erityisen paljon geneettisen koodin evoluution tutkimisesta.

Molekyylitaksonomia

Carl Woese tutki tiettyä geneettistä tietoa, joka löytyi ns. 16-luvun mitokondriaalisesta RNA: sta. Tämän RNA: n geneettisellä sekvenssillä on ominaispiirteensä, että se esiintyy kaikkien elävien olentojen genomissa ja on erittäin konservoitunut, mikä tarkoittaa, että se on kehittynyt hitaasti ja sitä voidaan käyttää evoluutiomuutosten seuraamiseen pitkään.

RNA: n tutkimiseksi Woese käytti nukleiinihapposekvenssitekniikkaa, joka oli silti erittäin primitiivinen 1970-luvulla. Hän vertasi eri organismien, pääasiassa bakteerien ja muiden mikro-organismien, ribosomaalisia RNA-sekvenssejä.

Myöhemmin, vuonna 1977, hän julkaisi yhdessä George Foxin kanssa ensimmäisen tieteellisesti perustuvan fylogeneettisen elämäpuun. Tämä on kartta, joka paljastaa elämän laajamittaisen organisoinnin ja evoluution kulun.

Kolme verkkotunnusta

Ennen Woesen työtä käytetty evoluutiomalli osoitti, että elävät esineet luokiteltiin kahteen suureen ryhmään: prokaryootit ja eukaryootit. Lisäksi hän huomautti, että prokaryootit aiheuttivat nykyaikaisempia eukaryootteja.

Woese kuitenkin sekvensoi ja vertasi eri elävien olentojen rRNA-geenejä ja havaitsi, että mitä suurempi variaatio kahden organismin geenisekvenssissä on, sitä suurempi on niiden evoluutioerot.

Nämä havainnot antoivat hänelle mahdollisuuden ehdottaa kolmea evoluutioviivaa, nimeltään domeeneja: bakteerit ja Archaea (edustavat prokaryoottisia soluja, ts. Ilman ydintä) ja Eukarya (eukaryoottiset solut, joissa on ydin).

Arkeat edustavat prokaryoottisia soluja, ts. Ilman ydintä. Lähde: Kaden 11a

Tällä tavalla Woese totesi, että prokaryoottien käsitteellä ei ollut fylogeneettistä perustetta ja eukaryootit eivät ole peräisin bakteereista, vaan ovat sisaryhmä archaeaan.

Fylogeneettinen elämänpuu

Kolme domeenia olivat edustettuna fylogeneettisessä puussa, jossa evoluutioerot esitetään. Tässä puussa kahden lajin välinen etäisyys - piirrettynä niitä yhdistäviä viivoja pitkin - on verrannollinen niiden rRNA: n eroon.

Samoin puussa laajasti erotetut ovat kauempana olevia sukulaisia ​​ja yhdistämällä suurta määrää tietoa on mahdollista arvioida lajien väliset suhteet ja määrittää, milloin yksi viiva poikkesi toisesta.

Muut maksut

Woesen teoksilla ja havainnoilla oli syvällinen vaikutus tapaan ymmärtää maan ja ihmiskehon mikrobiologisen ekologian kehitystä; jopa maanpäällisen hallinnan ulkopuolella.

Osallistuminen maapallon ekologiaan

Mikrobiset ekosysteemit ovat maapallon biosfäärin perusta, ja ennen kuin Woesen sekvenssipohjainen fylogeneettinen kehys kehitettiin, ei ollut mitään tarkoituksenmukaista tapaa arvioida luonnon muodostavien mikrobien suhteita.

Woesen löytö osoitti, että koko maapallon elämä on peräisin esi-isätilasta, joka oli olemassa 3,8 miljardia vuotta sitten, nykyajan solun avaintekijöiden ollessa jo perustettu.

Tällä tavalla mikrobiökologian tiede ajettiin kuolleesta tilasta yhteen elävimpiin biologian aloihin, joilla on merkittäviä seurauksia lääketiedelle, kuten Human Microbiome -projekti osoitti.

Ihmisen mikrobiomiprojekti

Yhdysvaltain kansallinen terveysinstituutti (NIH) ehdotti vuonna 2008 ihmisen mikrobiomeja koskevaa hanketta, ja Woesen havainnot olivat tämän projektin perusta.

Tämän suuren aloitteen päätavoite on tunnistaa ja karakterisoida ihmiskehossa olevat mikrobiyhteisöt ja etsiä korrelaatioita mikrobipopulaatioiden, ihmisten terveyden ja sairauksien välillä.

exobiology

Exobiologia pyrkii rekonstruoimaan biogeenisten elementtien muutoksiin liittyvien prosessien ja tapahtumien historiaa niiden alkuperästä nukleosynteesissä niiden osallistumiseen Darwinian evoluutioon aurinkokunnassa.

Näin ollen eksobiologia käsittelee biologian perustavanlaatuisia näkökohtia tutkimalla elämää maan ulkopuolella. Sitten syntyy yleinen teoria elävien järjestelmien evoluutiolle elottomasta aineesta.

NASA sisällytti Woesen käsitteet eksobiologiaohjelmaansa ja toimintaohjelmiensa filosofisiin linjoihin, jotka käynnistettiin Marsille etsimään elämän merkkejä vuonna 1975.

Pääteokset

Hänen tärkeimmät teoksensa on lueteltu alla:

- Makromolekyylien monimutkaisuuden evoluutio (1971), jossa esitetään yhtenäinen malli makromolekyylien monimutkaisuuden evoluutiolle.

- Bakteerien kehitys (1987). Tämä työ on historiallinen kuvaus siitä, kuinka mikrobiologian ja evoluution suhde alkaa muuttaa käsitteitä lajien alkuperästä Maapallolla.

- Yleinen esi-isä (1998). Se kuvaa universaalia esi-isää monimuotoisena soluyhteisönä, joka selviää ja kehittyy biologisena yksikönä.

- Yleisen fylogeneettisen puun tulkinta (2000). Tämä työ viittaa siihen, kuinka universaali fylogeneettinen puu ei kata vain olemassa olevaa elämää, vaan sen juuri edustaa evoluutioprosessia ennen nykyisten solutyyppien syntymistä.

- Solujen kehityksestä (2002). Tässä työssä Woese esittelee teorian solujen organisaation evoluutiosta.

- Uusi biologia uudelle vuosisadalle (2004). Se on lausunto biologisten lähestymistapojen muuttamisen tarpeesta elävän maailman uusien havaintojen valossa.

- Kollektiivinen evoluutio ja geneettinen koodi (2006). Esittää dynaamisen teorian geneettisen koodin evoluutiosta.

Viitteet

1. Woese C, Fox GE. (1977). Prokaryoottisen alueen fylogeneettinen rakenne: ensisijaiset valtakunnat. Haettu 11. marraskuuta osoitteesta: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). Uusi biologia uudelle vuosisadalle. Mikrobiologian ja molekyylibiologian katsaukset. Haettu 12. marraskuuta osoitteesta: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young ja astrobiologian juuret. Haettu 13. marraskuuta osoitteesta: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Haettu 13. marraskuuta osoitteesta science.sciencemag.org
5. Ihmisen mikrobiomiprojekti, HMP. Haettu 13. marraskuuta osoitteesta: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). Elävä maailmankaikkeus: NASA ja astrobiologian kehitys. Haettu 12. marraskuuta osoitteesta: Google Scholar
7. Klein H. (1974). Automatisoidut hengenhavaitsemiskokeet Viking-marssiin. Haettu 12. marraskuuta osoitteesta: nlm.nih.gov