Войти
| Карл Вёзе | |
|---|---|
 Вёзе в 2004 году | |
| Родился | (1928-07-15) 15 июля, 1928. Сиракузы, Нью-Йорк, США |
| Умер | 30 декабря 2012 (2012-12-30) (в возрасте 84 лет). Урбана, Иллинойс, США |
| Национальность | США |
| Гражданство | Американец |
| Alma mater | |
| Известен | Открытием Архей |
| Награды |
|
| Научная карьера | |
| Области | Микробиология |
| Учреждения | Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне |
| Диссертация | Физические исследования вирусов животных (1953) |
| Докторант | Эрнест К. Поллард |
| Известные студенты | Дэвид Шталь |
Карл Ричард Вуз (; 15 июля 1928 г. - 30 декабря, г. 2012) был американским микробиологом и биофизиком. Вёзе известен тем, что в 1977 году определил архей (новый домен жизни) с помощью филогенетической таксономии 16S рибосомной РНК. - изобретенный им метод, который произвел революцию в микробиологии. Он также создал гипотезу мира РНК в 1967 году, хотя и не под этим именем. Вёзе занимал кафедру Стэнли О. Икенберри и был профессором микробиологии в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн.
Карл Вёзе родился в Сиракузах, штат Нью-Йорк, 15 июля., 1928. Вуз посещал Академию Дирфилда в Массачусетсе. Он получил степень бакалавра математики и физики в Амхерстском колледже в 1950 году. Во время своего пребывания в Амхерсте Вёзе прошел только один курс биологии (Биохимия, на последнем курсе) и «не интересовался наукой о растениях и животных» до тех пор, пока Уильям М. Фэйрбэнк, тогда еще доцент кафедры физики в Амхерсте, не посоветовал заняться биофизикой в Йельском университете.
В 1953 году он защитил доктора философии по биофизике в Йельском университете, где его докторские исследования были сосредоточены на инактивация вирусов теплом и ионизирующим излучением. Он изучал медицину в Университете Рочестера в течение двух лет, оставив два дня в ротации педиатрия. Затем он стал постдокторантом по биофизике в Йельском университете, исследуя споры бактерий. С 1960 по 63 год он работал биофизиком в Исследовательской лаборатории General Electric в Скенектади, Нью-Йорк. В 1964 году Вёзе поступил на факультет микробиологии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн, где сосредоточил свое внимание на архее, геномике и молекулярной эволюции как на своих областях знаний. Он стал профессором Университета штата Иллинойс в Урбане-Шампейне. Института геномной биологии Карла Р. Вёза, который был переименован в его честь в 2015 году после его смерти. 60>
Вёзе умер 30 декабря 2012 года в результате осложнений от рака поджелудочной железы.
Вёзе обратил свое внимание на генетический код при открытии своей лаборатории в General Electric Knolls Laboratory осенью 1960 года. Интерес физиков и молекулярных биологов начал расти вокруг расшифровка соответствия между двадцатью аминокислотами и четырехбуквенным алфавитом оснований нуклеиновых кислот за десятилетие после Джеймса Д. Уотсона, Фрэнсиса Крика и Розалинд Франклин, открывшая структуру ДНК в 1953 году. Вёзе опубликовал серию статей по этой теме. В одном из них он вывел таблицу соответствия между тем, что тогда было известно как «растворимая РНК» и ДНК, на основе их соотношения пары оснований. Затем он повторно оценил экспериментальные данные, связанные с гипотезой о том, что вирусы используют одно основание, а не триплет, для кодирования каждой аминокислоты, и предложил 18 кодонов, правильно предсказав один для пролина. Другая работа установила механистическую основу трансляции белков, но, по мнению Вёза, в значительной степени упустила из виду эволюционное происхождение генетического кода как запоздалую мысль.
В 1962 году Вёзе провел несколько месяцев в качестве приглашенного исследователя в Институте Пастера 139>в Paris, локус интенсивной активности в молекулярной биологии экспрессии генов и регуляции генов. Находясь в Париже, он встретил Сола Шпигельмана, который пригласил Вёзе посетить Университет Иллинойса, узнав о его исследовательских целях; во время этого визита Шпигельман предложил Вёзе должность с немедленным сроком пребывания, начиная с осени 1964 года. Имея свободу терпеливо проводить более спекулятивные исследования вне основного направления биологических исследований, Вёзе начал рассматривать генетический код в с точки зрения эволюции, спрашивая, как могли развиться присвоение кодонов и их трансляция в аминокислотную последовательность.
На протяжении большей части 20-го века прокариоты считались единым целым группа организмов и классифицирована на основе их биохимии, морфологии и метаболизма. В очень влиятельной статье 1962 года Roger Stanier и C. Б. ван Нил впервые установил разделение клеточной организации на прокариот и эукариот, определив прокариоты как организмы, лишенные клеточного ядра. Заимствованная из обобщения Эдуарда Чаттона, концепция Станье и Ван Ниля была быстро принята как наиболее важное различие между организмами; тем не менее, они скептически относились к попыткам микробиологов построить естественную филогенетическую классификацию бактерий. Однако стало общепринятым предположение, что все живые существа имели общего прокариотического предка (что подразумевается греческим корнем πρό (про-) перед ним).
В 1977 году Карл Вёзе и Джордж Э. Фокс экспериментально опроверг эту общепризнанную гипотезу об основной структуре древа жизни. Вёзе и Фокс открыли разновидность микробной жизни, которую они назвали «архебактериями» (Archaea ). Они сообщили, что архебактерии представляют собой «третье царство жизни», отличное от бактерий, растений и животных. Определив архей как новое «царство» (позднее домен ), которое не было ни бактериями, ни эукариотами, Вёзе перерисовал таксономическое дерево. Его трехдоменная система, основанная на филогенетических отношениях, а не на очевидном морфологическом сходстве, разделила жизнь на 23 основных подразделения, объединенных в три домена: Бактерии, Археи, и Eucarya.
Филогенетическое дерево на основе Woese et al. рРНК анализ. Вертикальная линия внизу представляет последнего универсального общего предка (LUCA). Принятие обоснованности филогенетической классификации Вёзе было медленным процессом. Выдающиеся биологи, в том числе Сальвадор Лурия и Эрнст Майр, возражали против его разделения на прокариот. Не всякая критика в его адрес ограничивалась научным уровнем. Десятилетие трудоемкой каталогизации олигонуклеотидов оставило ему репутацию «чудака», и Вёзе впоследствии был назван «зарубленным революционером микробиологии» в новостной статье, напечатанной в журнале Science. Растущий объем подтверждающих данных побудил научное сообщество принять архей к середине 1980-х годов. Сегодня мало кто из ученых цепляется за идею единой Прокарьи.
Работа Вёзе об архее также имеет важное значение для поиска жизни на других планетах. До открытия Вёзе и Фокса ученые думали, что археи - это экстремальные организмы, которые произошли от более знакомых нам микроорганизмов. Сейчас большинство считает, что они древние и могут иметь прочные эволюционные связи с первыми организмами на Земле. Организмы, похожие на те археи, которые существуют в экстремальных условиях окружающей среды, возможно, развились на других планетах, некоторые из которых имеют условия, способствующие экстремофильной жизни.
Примечательно, что объяснение Вёзе дерева life демонстрирует подавляющее разнообразие микробных линий: одноклеточные организмы составляют подавляющее большинство генетического, метаболического и экологического разнообразия ниш биосферы. Поскольку микробы имеют решающее значение для многих биогеохимических циклов и для непрерывного функционирования биосферы, усилия Вёза по выяснению эволюции и разнообразия микробов оказали неоценимую услугу экологам и защитникам природы.. Это был важный вклад в теорию эволюции и в наши знания об истории жизни.
.
Везе также размышлял об эпохе быстрой эволюции в что значительный горизонтальный перенос генов произошел между организмами. Впервые описанные Вёзе и Фоксом в статье 1977 г., эти организмы или прогеноты представлялись как протоклетки с очень низкой сложностью из-за их подверженного ошибкам аппарата трансляции («зашумленный канал генетической передачи»), который приводил к высокой скорости мутаций, ограничивающей специфичность клеточного взаимодействия и размер генома. Этот ранний аппарат трансляции должен был произвести группу структурно подобных, функционально эквивалентных белков, а не один белок. Более того, из-за этой пониженной специфичности все клеточные компоненты были восприимчивы к горизонтальному переносу генов, и на уровне экосистемы происходила быстрая эволюция.
Переход к современным клеткам («Дарвиновский порог ") произошло, когда организмы развили механизмы трансляции с современными уровнями точности: улучшенная производительность позволила клеточной организации достичь такого уровня сложности и взаимосвязанности, который сделал гены других организмов гораздо менее способными замещать собственные гены человека.
В последующие годы работа Вёзе была сосредоточена на геномном анализе, чтобы выяснить значение горизонтального переноса генов (ГПГ) для эволюции. Он работал над детальным анализом филогении аминоацил-тРНК синтетаз и над влиянием горизонтального переноса генов на распределение этих ключевых ферментов среди организмов. Цель исследования состояла в том, чтобы объяснить, как основные типы клеток (архейные, эубактериальные и эукариотические) эволюционировали из предков в мире РНК.
Везе поделился своими мыслями о прошлом, настоящем и будущем биологии в Current Biology :
«Важные вопросы», с которыми сталкивается биология 21 века, все проистекают из одного вопроса - природы и происхождения биологической организации.... Да, Дарвин вернулся, но в компании... ученые, которые могут заглянуть в глубины биологии гораздо глубже, чем это было возможно до сих пор. Это больше не взгляд на эволюцию «10 000 видов птиц» - эволюция, рассматриваемая как процессия форм. Сейчас озабоченность вызывает сам процесс эволюции.
Я вижу, что вопрос биологической организации сегодня принимает два важных направления. Первый - это эволюция (белковой) клеточной организации, которая включает такие подвопросы, как эволюция аппарата трансляции и генетического кода, а также происхождение и природа иерархий управления, которые точно настраивают и точно взаимосвязаны между собой. клеточные процессы, из которых состоят клетки. Он также включает вопрос о количестве различных основных типов клеток, существующих сегодня на Земле: все ли современные клетки произошли от единой предковой клеточной организации?
Второе важное направление связано с природой глобальной экосистемы.... Бактерии - основные организмы на этой планете - по количеству, по общей массе, по важности для глобального баланса. Таким образом, это микробная экология... больше всего нуждается в развитии, как с точки зрения фактов, необходимых для его понимания, так и с точки зрения структуры, в которой их можно интерпретировать.
Вёзе считал, что биология играет «исключительно важную» роль в обществе. По его мнению, биология должна служить более широкой цели, чем стремление к "искусственно созданной среде":
То, что было официально признано в физике, теперь должно быть признано в биологии: наука выполняет двойную функцию. С одной стороны, это слуга общества, решающий прикладные проблемы общества. С другой стороны, он действует как учитель общества, помогая ему понять свой мир и себя. Это последняя функция, которой сегодня фактически не хватает.
Вёзе был стипендиатом Макартура в 1984 году, стал членом Национальной академии наук. Наук в 1988 г., получил медаль Левенгука (высшая награда микробиологии) в 1992 г., Премию Селмана А. Ваксмана в области микробиологии в 1995 г. от Национальной академии наук., и был удостоен Национальной медали науки в 2000 году. В 2003 году он получил Премию Крафорда от Шведской королевской академии наук "за его открытие третьей области жизни ». В 2006 году он стал иностранным членом Королевского общества.
Многие виды микробов, такие как Pyrococcus woesei, Methanobrevibacter woesei и Conexibacter woesei, названы в его честь.
Микробиолог Джастин Зонненбург из Стэнфордского университета сказал: «Статья 1977 года является одной из самых влиятельных в микробиологии и, возможно, во всей биологии. Она находится в одном ряду с работами Уотсона и Крик и Дарвин, обеспечивающие эволюционную основу невероятного разнообразия микробного мира ".
Что касается работы Вёза о горизонтальном переносе генов как первичном эволюционном процессе, профессор Норман Р. Пейс из Университета Колорадо в Боулдере сказал: «Я думаю, что Вёзе сделал для биологии больше в общих чертах, чем любой биолог в истории, включая Дарвин... Еще многое предстоит узнать, и он блестяще интерпретировал возникающую историю ".
