CARL WOESE: BIOGRAFI, TAKSONOMI, ANDRE BIDRAG, VÆRKER - ARTE - 2025

Carl Woese (1928-2012) var en berømt amerikansk mikrobiolog, hvis arbejde revolutionerede forståelsen af ​​den mikrobielle verden såvel som den måde, vi opfatter forholdene mellem alt liv på Jorden på.

Mere end nogen anden forsker fokuserede Carl Woese den videnskabelige verdens opmærksomhed på en immateriel, men dominerende mikrobiel verden. Deres arbejde gjorde det muligt for os at kende og analysere et rige, der strækker sig langt ud over patogene bakterier.

Carl Richard Woese var en amerikansk mikrobiolog, hvis arbejde revolutionerede forståelsen af ​​den mikrobielle verden. Kilde: Don Hamerman

Gennem sine værker udviklede Woese en forståelse af livets udvikling; Dette blev opnået gennem sekvensen af ​​levende væseners gener, hvilket viser, at evolutionær historie kan spores tilbage til en fælles forfader.

Under denne undersøgelse opdagede Woese endvidere det tredje livsområde kendt som archaea.

Biografi

Carl Richard Woese blev født i 1928 i Syracuse, New York. Han studerede matematik og fysik ved Amherst College i Massachusetts og fik en ph.d. i biofysik ved Yale University i 1953.

Woese modtog sin uddannelse fra førende forskere og nobelprisvindere, såsom sin kandidatinstruktør, biofysikeren Ernest Pollard, der selv var studerende til Nobelprisvinderen i fysik James Chadwick.

Woese's interesse i oprindelsen af ​​den genetiske kode og ribosomer udviklede sig, mens han arbejdede som biofysiker ved General Electric Research Laboratory. Senere, i 1964, inviterede den amerikanske molekylærbiolog Sol Spiegelman ham til at deltage i fakultetet ved University of Illinois, hvor han forblev indtil sin død (2012).

Woese's Human side

Ifølge hans nære kolleger var Woese dybt dedikeret til sit arbejde og var meget ansvarlig for sin forskning. Mange siger imidlertid, at mikrobiologen havde det sjovt, mens han gjorde sit job. Desuden beskrev hans klassekammerater ham som en strålende, ressourcefuld, ærlig, generøs og ydmyg person.

Præmier og sondringer

Gennem sine mange års forskning modtog han mange priser og sondringer, såsom MacArthur Fellowship. Han var også medlem af United States National Academy of Sciences og Royal Society.

I 1992 modtog Woese Leeuwenhoek-medaljen fra Royal Dutch Academy of Arts and Sciences - betragtet som den højeste pris inden for mikrobiologi - og i 2002 blev han tildelt USA's National Medal of Science.

Tilsvarende blev han i 2003 tildelt Crafoord-prisen fra Det Kongelige Svenske Akademi for Videnskaber i Biovidenskaber, en parallelpris til Nobelprisen.

Bestemmelse af videnskabelige fremskridt for Woese's vision

I 1970'erne klassificerede biologi levende væsener i fem store kongeriger: planter, dyr, svampe, prokaryoter (eller bakterier), enkle celler uden indre struktur og eukaryoter, der har en kerne og andre komponenter i deres celler..

Fremskridt inden for molekylærbiologi gjorde det imidlertid muligt for Woese at se et andet blik på de grundlæggende elementer i livet på Jorden. På denne måde viste han, at livet i hvert af de fem kongeriger har den samme base, såvel som den samme biokemi og den samme genetiske kode.

Den genetiske kode

Efter opdagelsen af ​​nukleinsyrer, Deoxyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA), blev det bestemt, at den genetiske kode opbevares i disse to makromolekyler. Et væsentligt kendetegn ved DNA og RNA er, at de består af gentagelser af mindre molekyler kendt som nukleotider.

Takket være dette var det muligt at konstatere, at den store mangfoldighed i livet skyldes forskellene i komponenterne i nukleotiderne i disse to molekyler.

I denne forbindelse var Woese's bidrag til, hvordan man forstå og bestemme strukturen af ​​RNA, afgørende. Efter at have udført disse undersøgelser blev Woese især interesseret i studiet af udviklingen af ​​den genetiske kode.

Molekylær taksonomi

Carl Woese studerede et bestemt sæt genetisk information fundet i såkaldt 16'erne mitokondrielt RNA. Den genetiske sekvens af dette RNA har den særegenhed, at den forekommer i genomerne af alle levende ting og er meget konserveret, hvilket betyder, at det har udviklet sig langsomt og kan bruges til at spore evolutionære ændringer i lang tid.

For at studere RNA brugte Woese nukleinsyresekventeringsteknologi, som stadig var meget primitiv i løbet af 1970'erne. Han sammenlignede ribosomale RNA (rRNA) sekvenser af forskellige organismer, primært bakterier og andre mikroorganismer.

Senere i 1977 udgav han sammen med George Fox det første videnskabeligt baserede fylogenetiske træ i livet. Dette er et kort, der afslører den store skala organisering af liv og udviklingen.

De tre domæner

Evolutionsmodellen, der blev brugt før Woese's arbejde, indikerede, at levende ting blev klassificeret i to store grupper: prokaryoter og eukaryoter. Desuden påpegede han, at prokaryoter gav anledning til mere moderne eukaryoter.

Woese sekventerede imidlertid og sammenlignede rRNA-generne for forskellige levende ting og fandt, at jo større variationen i gensekvensen for to organismer var, jo større er deres evolutionære divergens.

Disse fund gjorde det muligt for ham at foreslå de tre evolutionære linjer, kaldet domæner: Bakterier og Archaea (der repræsenterer prokaryotiske celler, dvs. uden en kerne), og Eukarya (eukaryotiske celler, med en kerne).

Archaeas repræsenterer prokaryote celler, det vil sige uden en kerne. Kilde: Kaden 11a

På denne måde konstaterede Woese, at begrebet prokaryoter ikke havde nogen fylogenetisk begrundelse, og eukaryoter ikke stammede fra bakterier, men er en søstergruppe til archaea.

Livets fylogenetiske træ

De tre domæner blev repræsenteret i et fylogenetisk træ, hvor evolutionære forskelle er vist. I dette træ er afstanden mellem to arter - trukket langs linjerne, der forbinder dem - proportional med forskellen i deres rRNA.

Ligeledes er de, der er vidt adskilt i træet, fjernere slægtninge, og ved at kombinere en stor mængde data er det muligt at estimere forholdet mellem arter og bestemme, hvornår en linje afviger fra en anden.

Andre bidrag

Woese's arbejde og fund havde en dybtgående indflydelse på måden at forstå udviklingen af ​​jordens og den menneskelige legems mikrobielle økologi; selv uden for de jordiske domineringer.

Bidrag til jordens økologi

Mikrobielle økosystemer er grundlaget for Jordens biosfære, og inden Woese's sekvensbaserede fylogenetiske ramme blev udviklet, var der ingen meningsfuld måde at vurdere forholdene mellem mikroberne, der udgør den naturlige verden.

Woese's opdagelse demonstrerede, at alt liv på Jorden stammer fra en forfædret tilstand, der eksisterede 3,8 milliarder år siden, med de nøgleelementer i den moderne celle, der allerede var etableret.

På denne måde blev disciplinen i mikrobiel økologi fremdrevet fra en døende tilstand til et af de mest levende biologiske felt med vigtige konsekvenser for medicin, som demonstreret af Human Microbiome Project.

Human Microbiome Project

Human Microbiome Project blev foreslået i 2008 af United States National Institute of Health (NIH), hvor Woese's fund var det grundlæggende grundlag for dette projekt.

Hovedmålet med dette store initiativ er at identificere og karakterisere de mikrobielle samfund, der er til stede i den menneskelige krop, og at se efter sammenhængen mellem dynamikken i mikrobielle populationer, menneskers sundhed og sygdomme.

exobiologi

Eksobiologi forsøger at rekonstruere historien om de processer og begivenheder, der er involveret i omdannelsen af ​​biogene elementer, fra deres oprindelse i nukleosyntesen til deres deltagelse i darwinsk evolution i solsystemet.

Følgelig adresserer eksobiologi de grundlæggende aspekter af biologi gennem en undersøgelse af livet uden for Jorden. En generel teori opstår derefter for udviklingen af ​​levende systemer fra livløse stoffer.

Woese's koncepter blev integreret af NASA i dets eksobiologiprogram og i filosofierne om dets programmer for de missioner, der blev lanceret til Mars for at søge efter tegn på liv i 1975.

Hovedværker

Hans vigtigste værker er anført nedenfor:

- Evolution af makromolekylær kompleksitet (1971), hvor en samlet model for udviklingen af ​​makromolekylær kompleksitet præsenteres.

- Bakteriel udvikling (1987). Dette arbejde er en historisk beskrivelse af, hvordan forholdet mellem mikrobiologi og evolution begynder at ændre begreberne om artenes oprindelse på Jorden.

- Den universelle stamfar (1998). Den beskriver den universelle stamfar som et mangfoldigt samfunds celler, der overlever og udvikler sig som en biologisk enhed.

- Fortolkning af det universelle fylogenetiske træ (2000). Dette arbejde refererer til, hvordan det universelle fylogenetiske træ ikke kun omfatter alt det eksisterende liv, men dets rod repræsenterer den evolutionære proces inden fremkomsten af ​​nuværende celletyper.

- Om udviklingen af ​​celler (2002). I dette arbejde præsenterer Woese en teori for udviklingen af ​​celleorganisation.

- En ny biologi for et nyt århundrede (2004). Det er en erklæring om behovet for en ændring i tilgange til biologi i lys af de nye fund i den levende verden.

- Kollektiv evolution og den genetiske kode (2006). Præsenterer en dynamisk teori for udviklingen af ​​den genetiske kode.

Referencer

1. Woese C, Fox GE. (1977). Det prokaryote domænes phylogenetiske struktur: de primære kongeriger. Hentet den 11. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). En ny biologi for et nyt århundrede. Gennemgang af mikrobiologi og molekylærbiologi. Hentet den 12. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young og astrobiologiens rødder. Hentet den 13. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Hentet den 13. november fra: science.sciencemag.org
5. Human Microbiome Project, HMP. Hentet den 13. november fra: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). Det levende univers: NASA og udviklingen af ​​astrobiologi. Hentet den 12. november fra: Google Scholar
7. Klein H. (1974). Automatiske livdetekteringseksperimenter til Vikingemissionen til Mars. Hentet den 12. november fra: nlm.nih.gov