WOI CARL: BIOGRAFIE, TAXONOMIE, ALTE CONTRIBUȚII, LUCRĂRI - ARTE - 2025

Carl Woese (1928-2012) a fost un renumit microbiolog american a cărui activitate a revoluționat înțelegerea lumii microbiene, precum și modul în care percepem relațiile vieții de pe Pământ.

Mai mult decât orice alt cercetător, Carl Woese a concentrat atenția lumii științifice asupra unei lumi microbiene intangibile, dar dominante. Munca lor ne-a permis să cunoaștem și să analizăm un regat care se extinde mult dincolo de bacteriile patogene.

Carl Richard Woese a fost un microbiolog american a cărui activitate a revoluționat înțelegerea lumii microbiene. Sursa: Don Hamerman

Prin lucrările sale, Woese a dezvoltat o înțelegere a dezvoltării vieții; Acest lucru a fost obținut prin succesiunea genelor ființelor vii, arătând astfel că istoria evolutivă poate fi urmărită într-un strămoș comun.

Mai mult, în timpul acestei anchete, Woese a descoperit cel de-al treilea domeniu al vieții cunoscut sub numele de arhaea.

Biografie

Carl Richard Woese s-a născut în 1928 în Syracuse, New York. A studiat matematica și fizică la Colegiul Amherst din Massachusetts și a obținut un doctorat. în biofizică la Universitatea Yale în 1953.

Woese a primit pregătirea sa de la cercetători de frunte și laureați ai premiilor Nobel, precum instructorul său absolvent, biofizicianul Ernest Pollard, care a fost el însuși un student al câștigătorului premiului Nobel în fizică James Chadwick.

Interesul Woese pentru originea codului genetic și a ribozomilor s-a dezvoltat în timp ce lucra ca biofizician la Laboratorul General de Cercetări Electrice. Mai târziu, în 1964, biologul molecular american Sol Spiegelman l-a invitat să se înscrie la facultatea Universității din Illinois, unde a rămas până la moartea sa (2012).

Partea umană a lui Woese

Potrivit colegilor apropiați, Woese era profund dedicat activității sale și era foarte responsabil cu cercetările sale. Cu toate acestea, mulți spun că microbiologul s-a distrat în timp ce își făcea meseria. Mai mult, colegii de clasă l-au descris ca fiind o persoană strălucitoare, plină de resurse, cinstită, generoasă și umilă.

Premii și distincții

De-a lungul anilor de cercetare a primit numeroase premii și distincții, cum ar fi Bursa MacArthur. El a fost, de asemenea, membru al Academiei Naționale de Științe a Statelor Unite și al Societății Regale.

În 1992, Woese a primit Medalia Leeuwenhoek de la Academia Regală de Artă și Științe a Olandei - considerată cea mai mare distincție în domeniul microbiologiei - iar în 2002 i-a fost acordată Medalia Națională a Științei din Statele Unite.

În mod similar, în 2003 i s-a acordat Premiul Crafoord al Academiei Regale Suedeze de Științe în Bioștiințe, un premiu paralel cu Premiul Nobel.

Determinarea progreselor științifice pentru viziunea lui Woese

În anii 70, biologia a clasificat ființele vii în cinci regate mari: plante, animale, ciuperci, procariote (sau bacterii), celule simple fără structură internă și eucariote care au un nucleu și alte componente în celulele lor. .

Cu toate acestea, progresele în biologia moleculară au permis Woese să arunce o privire diferită asupra fundamentelor vieții de pe Pământ. În acest fel, el a arătat că viața în fiecare dintre cele cinci regate are aceeași bază, precum și aceeași biochimie și același cod genetic.

Codul genetic

După descoperirea acizilor nucleici, acizului dezoxiribonucleic (ADN) și acidului ribonucleic (ARN), s-a stabilit că codul genetic este păstrat în aceste două macromolecule. O caracteristică esențială a ADN-ului și ARN-ului este aceea că sunt alcătuite din repetări ale unor molecule mai mici cunoscute sub numele de nucleotide.

Datorită acestui fapt, s-a putut stabili că marea diversitate a vieții se datorează diferențelor dintre componentele nucleotidelor acestor două molecule.

În această privință, contribuțiile Woese cu privire la modul de înțelegere și determinare a structurii ARN au fost esențiale. După efectuarea acestor investigații, Woese s-a interesat în special de studiul evoluției codului genetic.

Taxonomie moleculară

Carl Woese a studiat un set particular de informații genetice găsite în așa-numitul ARN mitocondrial 16s. Secvența genetică a acestui ARN are particularitatea că apare în genomurile tuturor viețuitoarelor și este foarte conservată, ceea ce înseamnă că a evoluat lent și poate fi utilizat pentru a urmări schimbările evolutive pentru o lungă perioadă de timp.

Pentru a studia ARN, Woese a folosit tehnologia de secvențiere a acidului nucleic, care era încă foarte primitivă în anii '70. El a comparat secvențele de ARN ribozomal (ARNr) ale diferitelor organisme, în primul rând bacterii și alte microorganisme.

Mai târziu, în 1977, împreună cu George Fox, a publicat primul arbore filogenetic bazat pe știință. Aceasta este o hartă care dezvăluie organizarea pe scară largă a vieții și cursul evoluției.

Cele trei domenii

Modelul de evoluție folosit înainte de lucrarea lui Woese a indicat faptul că ființele vii au fost clasificate în două mari grupuri: procariote și eucariote. Mai mult, el a subliniat că procariote au dat naștere la eucariote mai moderne.

Cu toate acestea, Woese a secvențiat și comparat genele ARNr ale diferitelor ființe vii și a constatat că cu cât variația este mai mare în secvența genică a două organisme, cu atât este mai mare divergența lor evolutivă.

Aceste descoperiri i-au permis să propună cele trei linii evolutive, numite domenii: Bacterii și Archaea (reprezentând celule procariote, adică fără un nucleu), și Eukarya (celule eucariote, cu un nucleu).

Arheele reprezintă celule procariote, adică fără nucleu. Sursa: Kaden 11a

În acest fel, Woese a stabilit că conceptul de procariote nu are nicio justificare filogenetică, iar eucariotele nu provin din bacterii, ci sunt un grup soră pentru arhaea.

Arborele filogenetic al vieții

Cele trei domenii au fost reprezentate într-un arbore filogenetic, unde sunt prezentate diferențe evolutive. În acest copac, distanța dintre două specii - trasată de-a lungul liniilor care le leagă - este proporțională cu diferența de ARN.

De asemenea, cele despărțite în arbore sunt rude mai îndepărtate și, prin combinarea unei cantități mari de date, este posibil să estimați relațiile dintre specii și să determinați când o linie a divergent de la alta.

Alte contribuții

Lucrările și descoperirile lui Woese au avut un impact profund asupra modului de înțelegere a dezvoltării ecologiei microbiene a pământului și a corpului uman; chiar și în afara dominațiilor terestre.

Contribuții la ecologia Pământului

Ecosistemele microbiene sunt fundamentul biosferei Pământului și înainte de a fi elaborat cadrul filogenetic bazat pe secvența lui Woese, nu exista niciun fel de mod semnificativ de a evalua relațiile microbilor care alcătuiesc lumea naturală.

Descoperirea lui Woese a demonstrat că toată viața de pe Pământ coboară dintr-o stare ancestrală care a existat acum 3,8 miliarde de ani, elementele cheie ale celulei moderne fiind deja stabilite.

În acest fel, disciplina ecologiei microbiene a fost propulsată de la o stare de moarte la unul dintre cele mai vibrante domenii ale biologiei, cu ramificații importante pentru medicină, așa cum a demonstrat Proiectul Microbiomului Uman.

Proiect de microbiom uman

Proiectul pentru microbiome umane a fost propus în 2008 de Institutul Național al Sănătății din SUA (NIH), rezultatele Woese fiind baza fundamentală a acestui proiect.

Obiectivul principal al acestei mari inițiative este identificarea și caracterizarea comunităților microbiene prezente în corpul uman și căutarea corelațiilor dintre dinamica populațiilor microbiene, a sănătății umane și a bolilor.

exobiology

Exobiologia încearcă să reconstruiască istoria proceselor și evenimentelor implicate în transformările elementelor biogene, de la originile lor în nucleosinteză până la participarea lor la evoluția darwinistă în sistemul solar.

În consecință, exobiologia abordează aspectele fundamentale ale biologiei printr-un studiu asupra vieții în afara Pământului. Atunci apare o teorie generală pentru evoluția sistemelor vii din materia neînsuflețită.

Conceptele lui Woese au fost încorporate de NASA în programul său de exobiologie și în filozofiile programelor sale pentru misiunile lansate pe Marte pentru a căuta semne de viață în 1975.

Lucrări principale

Cele mai importante lucrări ale sale sunt enumerate mai jos:

- Evoluția complexității macromoleculare (1971), unde este prezentat un model unificat pentru evoluția complexității macromoleculare.

- Evoluție bacteriană (1987). Această lucrare este o descriere istorică a modului în care relația dintre microbiologie și evoluție începe să schimbe conceptele despre originea speciilor de pe Pământ.

- Strămoșul universal (1998). Acesta descrie strămoșul universal ca o comunitate diversă de celule care supraviețuiește și evoluează ca unitate biologică.

- Interpretarea arborelui filogenetic universal (2000). Această lucrare se referă la modul în care arborele filogenetic universal nu numai că cuprinde toată viața existentă, dar rădăcina sa reprezintă procesul evolutiv înainte de apariția tipurilor de celule actuale.

- Despre evoluția celulelor (2002). În această lucrare, Woese prezintă o teorie pentru evoluția organizării celulare.

- O nouă biologie pentru un nou secol (2004). Este o declarație despre necesitatea unei schimbări în abordările biologiei, având în vedere noile descoperiri ale lumii vii.

- Evoluția colectivă și codul genetic (2006). Prezintă o teorie dinamică pentru evoluția codului genetic.

Referințe

1. Woese C, Fox GE. (1977). Structura filogenetică a domeniului procariot: regatele primare. Preluat pe 11 noiembrie de la: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). O biologie nouă pentru un nou secol. Recenzii de microbiologie și biologie moleculară. Preluat pe 12 noiembrie de la: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young și rădăcinile astrobiologiei. Preluat pe 13 noiembrie de la: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Preluat pe 13 noiembrie de pe: science.sciencemag.org
5. Proiect de microbiom uman, HMP. Preluat pe 13 noiembrie de pe: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). Universul viu: NASA și dezvoltarea astrobiologiei. Preluat pe 12 noiembrie de la: Google Scholar
7. Klein H. (1974). Experimente automate de detectare a vieții pentru misiunea Viking pe Marte. Preluat pe 12 noiembrie de la: nlm.nih.gov