КАРЛ УЕЗ: БИОГРАФИЯ, ТАКСОНОМИЯ, ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ, РАБОТЫ - ARTE - 2025

Карл Вёзе (1928-2012) был известным американским микробиологом, чья работа произвела революцию в понимании мира микробов, а также в том, как мы воспринимаем взаимосвязи всей жизни на Земле.

Карл Вёзе больше, чем любой другой исследователь, сосредоточил внимание научного мира на нематериальном, но доминирующем микробном мире. Их работа позволила нам узнать и проанализировать царство, которое выходит далеко за рамки патогенных бактерий.

Карл Ричард Вёзе был американским микробиологом, работа которого произвела революцию в понимании мира микробов. Источник: Дон Хамерман

Благодаря своим работам Везе развил понимание развития жизни; Это было достигнуто с помощью последовательности генов живых существ, тем самым показывая, что эволюционная история может быть прослежена до общего предка.

Кроме того, в ходе этого исследования Вёзе обнаружил третью область жизни, известную как археи.

биография

Карл Ричард Вёзе родился в 1928 году в Сиракузах, штат Нью-Йорк. Он изучал математику и физику в Амхерст-колледже в Массачусетсе и получил степень доктора философии. получил степень по биофизике в Йельском университете в 1953 году.

Вёзе обучался у ведущих исследователей и лауреатов Нобелевской премии, таких как его старший преподаватель, биофизик Эрнест Поллард, который сам был учеником лауреата Нобелевской премии по физике Джеймса Чедвика.

Интерес Вёза к происхождению генетического кода и рибосом проявился во время работы биофизиком в исследовательской лаборатории General Electric. Позже, в 1964 году, американский молекулярный биолог Сол Шпигельман пригласил его поступить на факультет Иллинойского университета, где он оставался до своей смерти (2012).

Человеческая сторона Вёзе

По словам его близких коллег, Везе был глубоко предан своей работе и очень ответственно относился к своим исследованиям. Однако многие говорят, что микробиолог развлекался, выполняя свою работу. Более того, одноклассники описали его как блестящего, находчивого, честного, щедрого и скромного человека.

Награды и отличия

За годы исследований он получил множество наград и отличий, таких как Стипендия Макартура. Он также был членом Национальной академии наук США и Королевского общества.

В 1992 году Вёзе получил медаль Левенгука Королевской Нидерландской академии искусств и наук, которая считается высшей наградой в области микробиологии, а в 2002 году он был награжден Национальной медалью США в области науки.

Точно так же в 2003 году ему была присуждена премия Крафорда Шведской королевской академии наук в области биологических наук, параллельная Нобелевской премии.

Определение научных достижений для видения Вёзе

В 1970-х годах биология классифицировала живые существа на пять больших царств: растения, животные, грибы, прокариоты (или бактерии), простые клетки без внутренней структуры и эукариоты, у которых есть ядро ​​и другие компоненты в своих клетках. ,

Однако успехи в молекулярной биологии позволили Вёзе по-другому взглянуть на основы жизни на Земле. Таким образом, он показал, что жизнь в каждом из пяти царств имеет одинаковую основу, а также одну и ту же биохимию и один и тот же генетический код.

Генетический код

После открытия нуклеиновых кислот, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК) было установлено, что генетический код хранится в этих двух макромолекулах. Важной характеристикой ДНК и РНК является то, что они состоят из повторов более мелких молекул, известных как нуклеотиды.

Благодаря этому удалось установить, что большое разнообразие жизни обусловлено различиями компонентов нуклеотидов этих двух молекул.

В этом отношении вклад Везе о том, как понять и определить структуру РНК, был очень важен. После проведения этих исследований Вёзе особенно заинтересовался изучением эволюции генетического кода.

Молекулярная таксономия

Карл Вёзе изучил определенный набор генетической информации, обнаруженной в так называемой митохондриальной РНК 16s. Генетическая последовательность этой РНК имеет особенность, заключающуюся в том, что она присутствует в геномах всех живых существ и является высококонсервативной, что означает, что она эволюционировала медленно и может использоваться для отслеживания эволюционных изменений в течение длительного времени.

Для изучения РНК Вёзе использовал технологию секвенирования нуклеиновых кислот, которая в 1970-е годы была еще очень примитивной. Он сравнил последовательности рибосомной РНК (рРНК) различных организмов, в первую очередь бактерий и других микроорганизмов.

Позже, в 1977 году, вместе с Джорджем Фоксом он опубликовал первое научно обоснованное филогенетическое древо жизни. Это карта, которая показывает крупномасштабную организацию жизни и ход эволюции.

Три области

Модель эволюции, использовавшаяся до работы Вёза, показала, что живые существа были разделены на две большие группы: прокариоты и эукариоты. Кроме того, он указал, что прокариоты дали начало более современным эукариотам.

Однако Вёзе секвенировал и сравнил гены рРНК разных живых существ и обнаружил, что чем больше вариации в последовательности генов двух организмов, тем больше их эволюционное расхождение.

Эти открытия позволили ему предложить три эволюционные линии, называемые доменами: бактерии и археи (представляющие прокариотические клетки, то есть без ядра) и эукариотические клетки (эукариотические клетки с ядром).

Археи представляют собой прокариотические клетки, то есть без ядра. Источник: Каден 11а

Таким образом, Везе установил, что концепция прокариот не имеет филогенетического обоснования, а эукариоты произошли не от бактерий, а являются сестринской группой архей.

Филогенетическое древо жизни

Эти три домена были представлены на филогенетическом дереве, где показаны эволюционные различия. На этом дереве расстояние между двумя видами, проведенное по соединяющим их линиям, пропорционально разнице в их рРНК.

Точно так же те, которые находятся на большом расстоянии друг от друга на дереве, являются более дальними родственниками, и, объединив большой объем данных, можно оценить отношения между видами и определить, когда одна линия расходится с другой.

Прочие взносы

Работа и открытия Вёзе оказали глубокое влияние на способ понимания развития микробной экологии Земли и человеческого тела; даже за пределами земных владений.

Вклад в экологию Земли

Микробные экосистемы являются основой биосферы Земли, и до того, как была разработана основанная на последовательностях филогенетическая структура Вёза, не существовало значимого способа оценки взаимоотношений микробов, составляющих мир природы.

Открытие Вёзе продемонстрировало, что все живое на Земле происходит от предков, существовавших 3,8 миллиарда лет назад, с уже установленными ключевыми элементами современной клетки.

Таким образом, дисциплина микробной экологии была продвинута из умирающего состояния в одну из самых динамичных областей биологии с важными разветвлениями для медицины, как продемонстрировал проект «Микробиом человека».

Проект человеческого микробиома

Проект «Микробиом человека» был предложен в 2008 году Национальным институтом здравоохранения США (NIH), и выводы Вёзе лежат в основе этого проекта.

Основная цель этой грандиозной инициативы - выявить и охарактеризовать микробные сообщества, присутствующие в организме человека, и найти корреляции между динамикой микробных популяций, здоровьем человека и болезнями.

Экзобиология

Экзобиология пытается реконструировать историю процессов и событий, вовлеченных в трансформации биогенных элементов, от их происхождения в нуклеосинтезе до их участия в дарвиновской эволюции Солнечной системы.

Следовательно, экзобиология обращается к фундаментальным аспектам биологии через изучение жизни за пределами Земли. Тогда возникает общая теория эволюции живых систем из неодушевленной материи.

Концепции Вёзе были включены НАСА в его программу экзобиологии и в философию его программ для миссий, которые были запущены на Марс для поиска признаков жизни в 1975 году.

Основные работы

Его наиболее важные работы перечислены ниже:

- Эволюция макромолекулярной сложности (1971), где представлена ​​единая модель эволюции макромолекулярной сложности.

- Бактериальная эволюция (1987). Эта работа представляет собой историческое описание того, как отношения между микробиологией и эволюцией начинают изменять представления о происхождении видов на Земле.

- Универсальный предок (1998). Он описывает универсального предка как разнообразное сообщество клеток, которое выживает и развивается как биологическая единица.

- Интерпретация универсального филогенетического дерева (2000). Эта работа описывает, как универсальное филогенетическое дерево не только охватывает всю существующую жизнь, но и его корень представляет собой эволюционный процесс до появления современных типов клеток.

- Об эволюции клеток (2002). В этой работе Вёзе представляет теорию эволюции клеточной организации.

- Новая биология для нового века (2004 г.). Это заявление о необходимости изменения подходов к биологии в свете новых открытий живого мира.

- Коллективная эволюция и генетический код (2006). Представлена ​​динамическая теория эволюции генетического кода.

Ссылки

1. Woese C, Fox GE. (1977). Филогенетическая структура прокариотического домена: первичные царства. Получено 11 ноября с: ncbi.nlm.nih.gov.
2. Вёзе К. (2004). Новая биология для нового века. Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. Получено 12 ноября с: ncbi.nlm.nih.gov.
3. Раммель Дж. (2014). Карл Вёзе, Дик Янг и корни астробиологии. Получено 13 ноября с: ncbi.nlm.nih.gov.
4. Голденфельд, Н., Пейс, Н. (2013). Карл Р. Вёзе (1928-2012). Получено 13 ноября с сайта science.sciencemag.org.
5. Проект человеческого микробиома, HMP. Получено 13 ноября с сайта hmpdacc.org.
6. Дик С., Стрик Дж. (2004). Живая вселенная: НАСА и развитие астробиологии. Получено 12 ноября из: Google Scholar
7. Кляйн Х. (1974). Автоматизированные эксперименты по обнаружению жизни для миссии "Викинг" на Марс. Получено 12 ноября с: nlm.nih.gov.