Войти
Отто Кандлер (23 октября 1920 г. в Деггендорфе - 29 августа 2017 г. в Мюнхене, Бавария ) был немецким ботаником и микробиологом. До выхода на пенсию в 1986 году он был профессором ботаники в Мюнхенском университете Людвига Максимилиана.
Отто Кандлер в 1983 году с молекулярной моделью псевдомуреина ( псевдопептидогликан ) Его наиболее важными темами исследований были фотосинтез, углеводный обмен растений, анализ структуры бактериальных клеточных стенок ( муреин / пептидогликан ), систематика Lactobacillus и хемотаксономия растений и микроорганизмов. Он представил первые экспериментальные доказательства существования фотофосфорилирования in vivo. Его открытие основных различий между клеточными стенками бактерий и архей (до 1990 г. называемых «архебактериями») убедило его в том, что археи представляют собой автономную группу организмов, отличную от бактерий. Это стало основой его сотрудничества с Карлом Вёзе и сделало его основателем исследований архей в Германии. В 1990 году вместе с Везе он предложил три области жизни: бактерии, археи, эукарии.
Отто Кандлер родился 23 октября 1920 года в Деггендорфе, Бавария, шестым ребенком в семье огородника. Когда он рос и помогал в отцовском саду, он рано заинтересовался растительностью и природой в целом. Он ходил в школу 8 лет. Когда ему было около двенадцати лет, он прочитал о Чарльзе Дарвине и упомянул об этом католическому священнику. Священник наказал его двумя ударами розги по рукам. Однако он оставался интересоваться происхождением и эволюцией организмов на всю оставшуюся жизнь.
Его родители не могли позволить себе платить за гимназию, и он должен был стать садовником или изучить другое ремесло. Однако его учителя убедили родителей, что их талантливый сын должен продолжить учебу. Поэтому он посетил Deutsche Aufbauschule в Штраубинге, Бавария, школу для обучения будущих учителей. Однако его учеба была прервана Второй мировой войной. В 1939 году ему и его однокурсникам пришлось вступить в Reichsarbeitsdienst, позже ему пришлось служить в немецкой армии радиорепортером в России. По окончании войны его группа была переведена в Австрию. Он сбежал на велосипеде на Западный фронт, чтобы избежать захвата русскими. Проведя несколько месяцев в американском лагере для военнопленных, ему разрешили вернуться домой. Между 1945 и 1946 годами он реконструировал огород своего отца и заработал немного денег, выращивая и продавая овощи, особенно капусту, и цветы, чтобы профинансировать свою жизнь и свою будущую учебу.
Настенная мозаика в большом вестибюле исторического здания Ботанического института Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана Kandler был очень заинтересован в науке, но только в 1946 году он смог поступить в университете Людвига Максимилиана в Мюнхене в ботанике, зоологии, геологии, химии и физике. Он также посещал лекции по философии. Поскольку большая часть Мюнхенского университета подверглась бомбардировке, здания института были сильно повреждены и все еще лежали в руинах. Чтобы попасть в школу, ему и всем остальным студентам пришлось разбирать завалы и помогать восстанавливать здания. Через три семестра он нашел предмет исследования для своей диссертации по ботанике. Он первым в Германии начал культивировать изолированные ткани растений in vitro. Он использовал эти тканевые культуры для изучения, например, метаболизма и влияния ауксинов в определенных условиях in vitro, получил докторскую степень с отличием в 1949 году и стал доцентом ботаники в Мюнхенском университете. После его абилитации в 1953 году он оставался в университете до 1957 года. В 1953 году он женился на Гертрауд Шефер, аспирантке микробиологии. У них три дочери и четыре внука. За свои ранние публикации по фотофосфорилированию он получил щедрую исследовательскую стипендию от Фонда Рокфеллера, а в 1956/1957 он смог в течение одного года работать над основными вопросами фотосинтеза в США.
По возвращении Кандлер был недоволен плохими лабораторными условиями в университете дома, поэтому он был рад найти должность директора Бактериологического института Южно-германского исследовательского центра молочных продуктов во Фрайзинг- Вайенштефане в 1957 году, где условия были очень хорошими. лучше. В 1960 году он был назначен профессором прикладной ботаники Технического университета Мюнхена, где условия для исследований в то время были плохими. Таким образом, он сохранял свою должность в Вайенштефане параллельно до 1965 года. В 1968 году он был назначен профессором и заведующим кафедрой ботаники в Мюнхенском университете Людвига Максимилиана, преподавал и проводил исследования до выхода на пенсию в 1986 году. Выявлены его широкие научные интересы. по названиям его более 400 публикаций.
Kandler исполнилось бы 100 - й день рождения 23 октября 2020 г. Для этого столетнего семьи Kandler дал свою хронологическую коллекцию исторических ботанических книг, среди них Herbals из 16 - го и 17 - го века, в качестве подарка к библиотеке «Regensburgische Botanische Gesellschaft »(основанный Давидом Генрихом Хоппе ), который вошел в библиотеку Регенсбургского университета. Благодаря оцифровке эти исторические источники вскоре станут общедоступными.
Отто Кандлера очень интересовали процессы роста растений, фотосинтез, обмен веществ, особенно углеводов. Он первым в Германии начал выращивать изолированные культуры тканей растений (например, стеблей, корней, ростков, зародышей, каллусов) in vitro для изучения метаболизма и действия ауксинов в определенных условиях in vitro. Как упоминалось выше, это стало предметом его диссертации (с отличием) в 1949 году.
В своем выступлении «Исторические взгляды на вопросы, касающиеся фотофосфорилирования» Кандлер описывает истоки исследований фотофосфорилирования и то, как он заинтересовался: в 1948 году его вдохновила лекция Федора Линена о фосфатном метаболизме дрожжей ( Нобелевская премия 1964 года по физиологии и медицине). В эти годы, после Второй мировой войны, первоначальный химический институт Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана все еще находился в руинах, и Федор Линен и его помощник Гельмут Хольцер временно работали в качестве гостей в Ботаническом институте по соседству с лаборатория, где Кандлер занимался своей диссертацией по ботанике. Кандлер был впечатлен экспериментальными методами в лаборатории Линена и познакомился с ними; Хольцер и Кандлер стали близкими друзьями. В то время Хольцер смог представить первые доказательства образования АТФ в дрожжах, окисляющих бутанол до масляной кислоты. Затем Кандлер решил перенести свои методы на измерение фосфора скорости рилирования in vivo в исследованиях фотосинтеза у хлореллы.
Так, в 1950 году он первым представил экспериментальные доказательства светозависимого образования АТФ ( фотофосфорилирования ) in vivo в интактных клетках хлореллы. В 1954 году Дэниел И. Арнон открыл фотофосфорилирование in vitro с использованием изолированных хлоропластов и упомянул новаторскую работу Кандлера. Ранние публикации Кандлера о светозависимом образовании АТФ побудили Фонд Рокфеллера предложить ему годичную исследовательскую стажировку в США. Таким образом, в 1956–1957 годах он работал в течение 6 месяцев с Мартином Гиббсом в Брукхейвенской национальной лаборатории, а затем еще 6 месяцев с Мелвином Кэлвином ( Нобелевская премия по химии 1961 года) в Калифорнийском университете в Беркли над центральными вопросами фотосинтеза (например, путь углерода в фотосинтезе, который сегодня называют циклом Кальвина-Бенсона-Бассема ).
Метод радиоактивной маркировки, то есть использование радиоактивных изотопов для отслеживания пути, например, углерода в фотосинтезе, был привезен в Германию Кандлером.
Вместе со своими коллегами Кандлер впервые продемонстрировал наличие АДФ -глюкозы, донора глюкозы для биосинтеза крахмала, в растениях. Он внес существенный вклад в прояснение сложного биосинтеза моносахаридов с разветвленной цепью (гамамелоза, апиоза ). Наконец, он выяснил биосинтез сахаров семейства раффинозы, наиболее часто встречающихся в растениях олигосахаридов. В результате этих открытий была выяснена функция галактинола, галактозида инозита, как донора галактозила, и, следовательно, роль инозита как кофактора реакций переноса сахара в растениях.
В дополнение к своему интересу к физиологии и биохимии растений Отто Кандлер вначале сосредоточил внимание на бактериях, прежде всего, на наличии или отсутствии их клеточных стенок, поскольку в начале 1950-х годов такие безстеночные микроорганизмы часто считались представителями " урбактерии ». Вместе со своей женой он исследовал так называемые PPLO (теперь микоплазмы ), устойчивые к пенициллину бактерии без стенки и бактерии L-формы (бактерии, утратившие клеточные стенки). Они обнаружили, что эти организмы размножаются не за счет бинарного деления, а за счет почкования. Эти публикации все еще цитируются.
В течение своего времени в качестве директора Бактериологического института Южногерманского исследовательского центра молочных продуктов во Фрайзинг- Вайенштефане, Кандлер сосредоточился на микробиологии молочных продуктов и исследовал физиологию, биохимию и систематику лактобацилл, о которых он написал главу в Руководстве Берджи, Библии. микробиологов. Кроме того, он опубликовал множество статей по изоляции, описанию и систематике других бактерий.
Кандлер был одним из первых ученых, которые вместе со своей группой изучили химию и структуру клеточных стенок бактерий. Исследована первичная структура пептидогликана (муреина), уникального компонента клеточной стенки бактерий. Кандлер признал, что аминокислотная последовательность пептидогликана является ценным хемотаксономическим маркером. Различные типы пептидогликанов и их таксономическое значение были подробно описаны Шлейфером и Кандлером. В результате они предложили сравнительный химический состав клеточных стенок в качестве маркера глубоких ветвей филогенетического дерева бактерий. Исследования клеточной стенки Кандлера также включали метаногенные «бактерии» ( метаногены ) и галофильные «бактерии» ( галофилы ).
В октябре 1976 Kandler обнаружил, что два штамма в метаногенах Methanosarcina barkeri ничего не содержит пептидогликан. Следовательно, он пришел к выводу, что метаногены принципиально отличаются от бактерий. В его группе также было обнаружено, что у « галобактерий » отсутствует пептидогликан, что подтверждает идею о том, что эти организмы также не являются бактериями и принадлежат к группе организмов, вскоре названной «архебактериями» (в 1990 году классифицированными как археи ). В некоторых «архебактериях» Кандлер и Кениг определили псевдомуреин, теперь также называемый псевдопептидогликаном, новый компонент клеточной стенки, и выяснили его структуру и биосинтез.
Метаногены Methanopyrus kandleri был назван в честь Kandler от Карла О. Штеттер в качестве подарка на 70 - й день рождения Kandler в.
Вместе с Хансом Гюнтером Шлегелем Кандлер активно участвовал в создании немецкой коллекции микроорганизмов и культур клеток (DSMZ ) в Брауншвейге.
Кандлер был основателем и редактором « Систематической и прикладной микробиологии», соредактором « Архивов микробиологии» и « Zeitschrift für Pflanzenphysiologie».
Основным предметом микробиологии Отто Кандлера были его исследования архей (до 1990 г. называемых «архебактериями»). Его открытие (октябрь 1976 г.), что пептидогликан (муреин), типичный компонент клеточной стенки бактерий, отсутствует в двух штаммах метаногенных «бактерий» ( метаногенов ), стало одним из первых трех доказательств того, что метаногены принадлежат к группе организмов. отличается от бактерий. Поэтому Кандлер был счастлив, когда он узнал из письма Ральфа Ф. Вулфа, эксперта по метаногенам, от 11 ноября 1976 г., что коллега Вульфа Карл Вёзе (Университет Иллинойса, Урбана, США) только что обнаружил основные различия между метаногенами и бактериями с его новый метод секвенирования гена рибосомной РНК 16S. Когда Кандлер получил это письмо, основываясь на своих новых открытиях, он уже планировал исследовать клеточные стенки других метаногенов вместе с Марвином П. Брайантом, также экспертом по метаногенам из Университета Иллинойса. По совпадению, Брайант как раз сидел в офисе Кандлера, когда пришло письмо Вулфа. В своем письме Вулф также предложил прислать культуры для исследования клеточных стенок, поскольку он знал, что Кандлер был экспертом по клеточным стенкам. Кандлер сразу же написал в ответ, как впечатлен находками и идеями Вёза и что он с нетерпением ждет возможности исследовать метаногены Вульфа. В своем ответе Кандлер также упомянул, что метаногены и галофилы могут быть «древними реликвиями», которые отделились от основной массы прокариот до того, как был «изобретен» пептидогликан. Он попросил Вулфа прислать ему лиофилизированные клетки метаногена для анализа их клеточных стенок.
Карл Вёзе (слева), Отто Кандлер и Ральф Вулф на пути к горе Хочисс в 1981 году (фото Гертрауда Кандлера) В январе 1977 года Кандлер впервые посетил Вёзе. Он сразу же убедился в новой концепции Везе, поскольку его анализы клеточной стенки идеально совпали с результатами секвенирования 16S рРНК Везе. Это было началом тесных и продуктивных трансатлантических взаимодополняющих отношений и сотрудничества путем обмена культурами, результатами и идеями. Группа Кандлера изучала состав клеточной стенки, а группа Вёза - последовательности гена 16S рРНК. В своей фундаментальной часто цитируемой публикации Woese and Fox (ноябрь 1977 г.) ввели термин «архебактерии», в то время включающий только метаногены. Они процитировали Кандлера и назвали самые первые три доказательства концепции «архебактерии»:
В этой статье они также использовали предварительную терминологию («домены» для прокариот / эукариот; «первичные царства» или «королевства» для трех групп «эубактерии», «архебактерии» и «уркариоты» - с 1990 г. бактерии, археи и эукариоты., позже исправил на eukarya).
В то время как предложение Везе о подразделении организмов на «три линии происхождения» в то время получило небольшую поддержку - и даже резкую критику - в США, Кандлер назвал Везе «Дарвином 20-го века» и был убежден, что исследования «архебактерий» имели место. большое будущее.
С большим энтузиазмом Кандлер основал исследование «архебактерий» в Германии и организовал финансирование этой новой области. Весной 1978 года в Мюнхене Кандлер организовал самую первую встречу по «архебактериям». Карл Вёзе был приглашен, но не смог принять участие.
Карл Вёзе (слева), Ральф Вульф и Отто Кандлер (справа), прославляющие «архебактерии» (ныне археи) на вершине горы Хочисс в 1981 году (фото Гертрауда Кандлера) Летом 1979 года Кандлер снова пригласил Вёзе выступить с лекцией на собрании Deutsche Gesellschaft für Mikrobiologie und Hygiene в Мюнхене. На этот раз Вёзе участвовал. Он впервые приехал в Мюнхен и был встречен с помпой, концертом духового оркестра и званым ужином в большом вестибюле Ботанического института Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (см. Фото «Жизнь и образование»).
Первая международная конференция по «архебактериям» была также организована Кандлером в Мюнхене в 1981 году. В ней приняли участие и Карл Вёзе, и Ральф Вулф. Полученный в результате том конференции стал самой первой книгой по «архебактериям». На этой конференции были представлены убедительные доказательства существенных структурных, биохимических и молекулярных различий между бактериями и «архебактериями», что привело к постепенному принятию концепции «архебактерии» как автономной группы организмов. После конференции Вёзе, Вулф и Кандлер отметили «архебактерии» во время экскурсии в близлежащие Альпы, поднявшись на вершину горы Хочисс (2299 м) в горах Рофан (см. Фотографии).
Универсальное филогенетическое дерево с укоренением, показывающее три области (Woese, Kandler amp; Wheelis, 1990, p. 4578) В 1985 году Кандлер и Циллиг организовали вторую международную конференцию по «архебактериям», снова в Мюнхене.
Между тем, поддержка концепции «архебактерий» - а также идеи филогенетического разделения на три группы на основе секвенирования 16S рРНК и дополнительных характеристик - росла, но все еще не получила широкого признания в научном сообществе. Также велась интенсивная дискуссия об уровне классификации и терминологии (например, рассматривались такие термины, как королевство, первичное королевство, империя и т. Д.). Это обсуждение подробно описано в Sapp (2009, особенно в главах 19, 20).
Наконец, после примерно 13 лет сотрудничества, в своей публикации 1990 года (Woese, Kandler, Wheelis) Везе и Кандлер предложили «древо жизни», состоящее из трех линий происхождения, для которого они ввели термин « домен» как наивысший ранг классификация, выше уровня королевства. Они также предложили термины Archaea, Bacteria и Eucarya (позже исправленные на Eukarya ) для трех доменов и представили формальное описание таксона Archaea. На сегодняшний день эта публикация является одной из наиболее часто цитируемых статей в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. (Роль третьего автора описана Саппом (стр. 261f. И 386) и Квамменом (стр. 210f.))
Раннее разнообразие жизни с доклеточной теорией Кандлера Во второй публикации они противопоставили свою естественную систему «глобальной классификации», филогенетическое разделение на основе секвенирования 16S рРНК, с обычным разделением организмов на два ( прокариоты - система эукариот ) или на пять (система пяти царств). группировки. Сегодня разделение древа жизни на три области - уровни над царствами - это хрестоматийное знание.
Кроме того, Кандлер изучал раннее разнообразие жизни. Он предположил, что ранняя эволюция организмов началась не с общей первой предковой клетки, а что каждый домен развился путем «множественной клеточности мультифенотипической популяции предклеток», где изобретение клеточных оболочек сыграло важную роль. Вклад Кандлера в наше понимание ранней эволюции жизни был оценен несколько раз, например, Müller 1998, Wiegel 1998, Wächtershäuser 2003 и 2006, Schleifer 2011.
Луи Пастер был одним из научных героев Кандлера. Кандлер любил цитировать мнение Пастера о том, что «прикладной науки» не существует, а есть «приложения науки». Когда он был директором Бактериологического института Южногерманского исследовательского центра молочных продуктов во Фрайзинг- Вайенштефане, он сосредоточился на микробиологии молока и молочных продуктов, например, разработал методы для продления срока хранения молока и протестировал использование Lactobacillus acidophilus. в заквасках для йогурта. Он также протестировал несколько процедур ферментации молока и овощных продуктов или предложил методы успешной борьбы с микроорганизмами в системах охлаждающей воды (дополнительные примеры см. Schleifer 2011. Позже он провел исследование термофильных метаногенов и их способности производить биогаз из сточных вод или других материалов). трата.
Роль Кандлера как одного из первых представителей научной экологии менее известна. Он был соучредителем «комиссии по экологии» Баварской академии наук (ныне «Forum für Ökologie» - группа по экологии), членом которой он был до 2006 года. Его интерес к экологии был широким; например, он занимался взаимодействием бактерий, состоянием лесов и возвращением лишайников в Мюнхен.
С начала 1980-х годов исследования так называемого «Waldsterben» («смерть леса») в Германии в значительной степени спонсировались Министерством науки и технологий Германии. На основе собственных исследований Кандлер стал решительным критиком.
