CARL WOESE: BIOGRAFI, TAKSONOMI, ANDRE BIDRAG, ARBEIDER - ARTE - 2026

Carl Woese (1928-2012) var en kjent amerikansk mikrobiolog, der arbeidet revolusjonerte forståelsen av den mikrobielle verdenen, samt måten vi oppfatter forholdene til alt liv på jorden.

Mer enn noen annen forsker, fokuserte Carl Woese den vitenskapelige verdens oppmerksomhet på en immateriell, men dominerende mikrobiell verden. Arbeidet deres tillot oss å kjenne og analysere et rike som strekker seg langt utover sykdomsfremkallende bakterier.

Carl Richard Woese var en amerikansk mikrobiolog hvis arbeid revolusjonerte forståelsen av den mikrobielle verdenen. Kilde: Don Hamerman

Gjennom sine arbeider utviklet Woese en forståelse av livets utvikling; Dette ble oppnådd gjennom sekvensen av gener fra levende vesener, og viser dermed at evolusjonshistorien kan spores tilbake til en felles stamfar.

Videre, under denne undersøkelsen, oppdaget Woese det tredje domenet i livet kjent som archaea.

Biografi

Carl Richard Woese ble født i 1928 i Syracuse, New York. Han studerte matematikk og fysikk ved Amherst College i Massachusetts og fikk en doktorgrad. i biofysikk ved Yale University i 1953.

Woese fikk sin opplæring fra ledende forskere og nobelprisvinnere, for eksempel sin utdannede instruktør, biofysikeren Ernest Pollard, som selv var student av nobelprisvinneren i fysikk James Chadwick.

Woese sin interesse for opprinnelsen til den genetiske koden og ribosomer utviklet seg mens han jobbet som biofysiker ved General Electric Research Laboratory. Senere, i 1964, inviterte den amerikanske molekylærbiologen Sol Spiegelman ham til å bli med på fakultetet ved University of Illinois, hvor han ble værende til sin død (2012).

Woese's Human side

Ifølge sine nære kolleger var Woese dypt dedikert til sitt arbeid og var veldig ansvarlig for sin forskning. Imidlertid er det mange som sier at mikrobiologen hadde det gøy mens han jobbet. Videre beskrev klassekameratene ham som en strålende, ressurssterk, ærlig, raus og ydmyk person.

Utmerkelser og distinksjoner

Gjennom sine mange år med forskning mottok han mange priser og distinksjoner, for eksempel MacArthur Fellowship. Han var også medlem av United States National Academy of Sciences and the Royal Society.

I 1992 mottok Woese Leeuwenhoek-medaljen fra Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences - regnet som den høyeste prisen i mikrobiologi - og i 2002 ble han tildelt USAs National Medal of Science.

På samme måte ble han i 2003 tildelt Crafoord-prisen til Det kongelige svenske vitenskapsakademi i biovitenskap, en parallellpris til Nobelprisen.

Å bestemme vitenskapelige fremskritt for Woeses visjon

På 1970-tallet klassifiserte biologi levende vesener i fem store riker: planter, dyr, sopp, prokaryoter (eller bakterier), enkle celler uten indre struktur, og eukaryoter som har en kjernekraft og andre komponenter i cellene. .

Fremskritt innen molekylærbiologi gjorde det imidlertid mulig for Woese å ta et annet blikk på det grunnleggende livet på jorden. På denne måten viste han at livet i hvert av de fem kongedømmene har samme base, i tillegg til den samme biokjemien og den samme genetiske koden.

Den genetiske koden

Etter oppdagelsen av nukleinsyrer, Deoxyribonucleic Acid (DNA) og Ribonucleic Acid (RNA), ble det bestemt at den genetiske koden er lagret i disse to makromolekylene. Et vesentlig kjennetegn på DNA og RNA er at de består av gjentakelser av mindre molekyler kjent som nukleotider.

Takket være dette var det mulig å konstatere at det store mangfoldet i livet skyldes forskjellene i komponentene i nukleotidene til disse to molekylene.

I denne forbindelse var Woeses bidrag til hvordan man kunne forstå og bestemme strukturen til RNA, avgjørende. Etter å ha utført disse undersøkelsene, ble Woese spesielt interessert i studiet av utviklingen av den genetiske koden.

Molekylær taksonomi

Carl Woese studerte et bestemt sett med genetisk informasjon funnet i såkalt 16-talls mitokondriell RNA. Den genetiske sekvensen til dette RNA har den særegenheten at den vises i genomene til alle levende ting og er sterkt bevart, noe som betyr at det har utviklet seg sakte og kan brukes til å spore evolusjonsendringer i lang tid.

For å studere RNA brukte Woese nukleinsyresekvenseringsteknologi, som fremdeles var veldig primitiv i løpet av 1970-tallet. Han sammenlignet ribosomale RNA (rRNA) -sekvenser av forskjellige organismer, først og fremst bakterier og andre mikroorganismer.

Senere, i 1977, publiserte han sammen med George Fox det første vitenskapelig baserte fylogenetiske treet i livet. Dette er et kart som avslører livets store organisering og evolusjonsforløpet.

De tre domenene

Evolusjonsmodellen som ble brukt før Woeses arbeid indikerte at levende ting ble klassifisert i to store grupper: prokaryoter og eukaryoter. Videre påpekte han at prokaryoter ga opphav til mer moderne eukaryoter.

Imidlertid sekvenserte Woese og sammenlignet rRNA-genene til forskjellige levende ting og fant ut at jo større variasjonen i gensekvensen for to organismer er, desto større er deres evolusjonære divergens.

Disse funnene tillot ham å foreslå de tre evolusjonslinjene, kalt domener: Bakterier og Archaea (som representerer prokaryote celler, det vil si uten en kjerne), og Eukarya (eukaryote celler, med en kjerne).

Archaeas representerer prokaryote celler, det vil si uten en kjerne. Kilde: Kaden 11a

På denne måten slo Woese fast at begrepet prokaryoter ikke hadde noen fylogenetisk begrunnelse og eukaryoter ikke stammet fra bakterier, men er en søstergruppe til archaea.

Livets fylogenetiske tre

De tre domenene var representert i et fylogenetisk tre, der evolusjonsforskjeller er vist. I dette treet er avstanden mellom to arter - trukket langs linjene som forbinder dem - proporsjonal med forskjellen i deres rRNA.

På samme måte er de som er vidt adskilt i treet fjernere slektninger, og ved å kombinere en stor mengde data er det mulig å estimere forholdene mellom arter og bestemme når en linje avviker fra en annen.

Andre bidrag

Woese sitt arbeid og funn hadde stor innvirkning på måten å forstå utviklingen av jordens og menneskekroppens mikrobielle økologi; selv utenfor de landlige dominansene.

Bidrag til jordens økologi

Mikrobielle økosystemer er grunnlaget for jordas biosfære, og før Woeses sekvensbaserte fylogenetiske rammeverk ble utviklet, var det ingen meningsfull måte å vurdere forholdene til mikrober som utgjør den naturlige verdenen.

Woese oppdagelse demonstrerte at alt liv på jorden stammer fra en forfederstatus som eksisterte for 3,8 milliarder år siden, med nøkkelelementene i den moderne cellen allerede etablert.

På denne måten ble disiplinen til mikrobiell økologi fremdrevet fra en døende tilstand til et av de mest livlige felt innen biologi med viktige forgreninger for medisin, som demonstrert av Human Microbiome Project.

Human Microbiome Project

Human Microbiome Project ble foreslått i 2008 av United States National Institute of Health (NIH), med Woeses funn som det grunnleggende grunnlaget for dette prosjektet.

Hovedmålet med dette flotte initiativet er å identifisere og karakterisere de mikrobielle samfunnene som er til stede i menneskekroppen og å se etter sammenhengene mellom dynamikken i mikrobielle befolkninger, menneskers helse og sykdommer.

exobiology

Eksobiologi forsøker å rekonstruere historien til prosessene og hendelsene som er involvert i transformasjoner av biogene elementer, fra deres opprinnelse i nukleosyntesen til deres deltakelse i darwinsk evolusjon i solsystemet.

Følgelig adresserer eksobiologi de grunnleggende aspektene ved biologi gjennom en studie av livet utenfor jorden. En generell teori oppstår da for utviklingen av levende systemer fra livløse saker.

Woese konsepter ble innlemmet av NASA i dets eksobiologiprogram og i filosofiene til programmene for oppdragene som ble lansert til Mars for å søke etter livstegn i 1975.

Hovedverk

Hans viktigste verk er listet opp nedenfor:

- Evolution of macromolecular complexity (1971), der en enhetlig modell for utviklingen av makromolecular complexity presenteres.

- Bakteriell evolusjon (1987). Dette arbeidet er en historisk beskrivelse av hvordan forholdet mellom mikrobiologi og evolusjon begynner å endre begrepene om artenes opprinnelse på jorden.

- Den universelle stamfaren (1998). Den beskriver den universelle stamfaren som et mangfoldig fellesskap av celler som overlever og utvikler seg som en biologisk enhet.

- Tolking av det universelle fylogenetiske treet (2000). Dette arbeidet viser til hvordan det universelle fylogenetiske treet ikke bare omfatter alt eksisterende liv, men roten representerer den evolusjonsprosessen før fremveksten av nåværende celletyper.

- Om evolusjonen av celler (2002). I dette arbeidet presenterer Woese en teori for utviklingen av celleorganisasjon.

- En ny biologi for et nytt århundre (2004). Det er en uttalelse om behovet for en endring i tilnærmingene til biologi i lys av de nye funnene fra den levende verden.

- Kollektiv evolusjon og den genetiske koden (2006). Presenterer en dynamisk teori for utviklingen av den genetiske koden.

referanser

1. Woese C, Fox GE. (1977). Filogenetisk struktur i det prokaryote domene: de primære riker. Hentet 11. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). En ny biologi for et nytt århundre. Gjennomgang av mikrobiologi og molekylærbiologi. Hentet 12. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young, og røttene til astrobiologi. Hentet 13. november fra: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Hentet 13. november fra: science.sciencemag.org
5. Human Microbiome Project, HMP. Hentet 13. november fra: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). Det levende universet: NASA og utviklingen av astrobiologi. Hentet 12. november fra: Google Scholar
7. Klein H. (1974). Automatiserte livdeteksjonsforsøk for Viking-oppdraget til Mars. Hentet 12. november fra: nlm.nih.gov