КАРЛ УОСІ: БІОГРАФІЯ, СИСТЕМАТИКА, ІНШІ ВНЕСКИ, ПРАЦІ - АРТЕ

Карл Вуз (1928-2012) був відомим американським мікробіологом, робота якого революціонізувала розуміння мікробного світу, а також те, як ми сприймаємо відносини всього життя на Землі.

Карл Уїз більше, ніж будь-який інший дослідник, зосередив увагу наукового світу на нематеріальному, але домінуючому мікробіологічному світі. Їх робота дозволила нам пізнати та проаналізувати царство, яке поширюється далеко за межі патогенних бактерій.

Карл Річард Вуз був американським мікробіологом, робота якого революціонізувала розуміння мікробного світу. Джерело: Дон Хамерман

Своїми роботами Вуз розвинув розуміння розвитку життя; Це було досягнуто завдяки послідовності генів живих істот, тим самим показавши, що еволюційну історію можна простежити до загального предка.

Крім того, під час цього дослідження Вої відкрив третю область життя, відому як археї.

Біографія

Карл Річард Вуз народився в 1928 році в Сіракузах, Нью-Йорк. Він вивчав математику та фізику в коледжі Amherst у штаті Массачусетс і здобув ступінь доктора наук. з біофізики в Єльському університеті в 1953 році.

Вуз отримав свою підготовку від провідних дослідників та нобелівських лауреатів, таких як його випускник-інструктор, біофізик Ернест Поллард, який сам був студентом лауреата Нобелівської премії з фізики Джеймса Чадвіка.

Інтерес Вуса до походження генетичного коду та рибосом розвивався під час роботи біофізиком в Генеральній лабораторії електричних досліджень. Пізніше, у 1964 році, американський молекулярний біолог Сол Шпігельман запропонував йому вступити на факультет Іллінойського університету, де він залишився до смерті (2012).

Сторона людини Вуса

За словами його близьких колег, Вуз був глибоко відданий своїй роботі і був дуже відповідальним зі своїми дослідженнями. Однак багато хто говорить, що мікробіолог розважався, виконуючи свою роботу. Крім того, його однокласники описували його як геніальну, винахідливу, чесну, великодушну та скромну людину.

Нагороди та відзнаки

За роки свого дослідження він отримав багато нагород та відзнак, таких як Стипендія Макартура. Він також був членом Національної академії наук США та Королівського товариства.

У 1992 році Вуз отримав медаль Леввенхука від Королівської Нідерландської академії мистецтв і наук - вважається найвищою нагородою в мікробіології - і в 2002 році йому було присвоєно Національну медаль науки США.

Так само в 2003 році він був удостоєний премії Crafoord Королівської шведської академії наук з біологічних наук, паралельної премії Нобелівській премії.

Визначення наукових досягнень для бачення Вуса

У 1970-х роках біологія класифікувала живих істот на п'ять великих царства: рослини, тварини, гриби, прокаріоти (або бактерії), прості клітини без внутрішньої будови та еукаріоти, які мають в своєму клітині ядро та інші компоненти. .

Однак прогрес молекулярної біології дозволив Уїзду по-іншому поглянути на основи життя на Землі. Таким чином він показав, що життя в кожному з п’яти королівств має однакову базу, а також ту саму біохімію і той же генетичний код.

Генетичний код

Після виявлення нуклеїнових кислот, дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) та рибонуклеїнової кислоти (РНК) було встановлено, що генетичний код зберігається у цих двох макромолекулах. Важливою характеристикою ДНК та РНК є те, що вони складаються з повторів менших молекул, відомих як нуклеотиди.

Завдяки цьому вдалося встановити, що велике різноманіття життя пояснюється відмінностями компонентів нуклеотидів цих двох молекул.

У зв'язку з цим внески Вуса про те, як зрозуміти та визначити структуру РНК, були суттєвими. Провівши ці дослідження, Вуз особливо зацікавився вивченням еволюції генетичного коду.

Молекулярна таксономія

Карл Вуз вивчав певний набір генетичної інформації, виявленої в так званій мітохондріальній РНК 16-х років. Генетична послідовність цієї РНК має таку особливість, що вона з'являється в геномах всього живого і є високозбереженою, а це означає, що вона розвивалася повільно і може бути використана для відстеження еволюційних змін протягом тривалого часу.

Для вивчення РНК Уїз використовував технологію секвенування нуклеїнових кислот, яка була ще дуже примітивною протягом 1970-х. Він порівняв послідовності рибосомної РНК (рРНК) різних організмів, насамперед бактерій та інших мікроорганізмів.

Пізніше, в 1977 році, разом з Джорджем Фоксом він опублікував перше науково обґрунтоване філогенетичне дерево життя. Це карта, яка розкриває масштабну організацію життя та хід еволюції.

Три домену

Модель еволюції, що застосовувалася до роботи Вуза, вказувала, що живі істоти класифікуються на дві великі групи: прокаріоти та еукаріоти. Крім того, він зазначив, що прокаріоти породжують більш сучасних еукаріотів.

Однак Вуз секвенував і порівняв гени рРНК різних живих істот і виявив, що чим більша різниця в послідовності генів двох організмів, тим більша їхня еволюційна дивергенція.

Ці висновки дозволили йому запропонувати три еволюційні лінії, що називаються доменами: бактерії та археї (представляють прокаріотичні клітини, тобто без ядра), і еукарія (еукаріотичні клітини, з ядром).

Археї представляють клітини прокаріотів, тобто без ядра. Джерело: Каден 11а

Таким чином Уїд встановив, що поняття прокаріоти не має філогенетичного обгрунтування і еукаріоти не походять від бактерій, а є сестринською групою археїв.

Філогенетичне дерево життя

Три області були представлені у філогенетичному дереві, де показані еволюційні відмінності. У цьому дереві відстань між двома видами - намальованими по лініях, що їх з'єднують - пропорційна різниці в їх рРНК.

Так само широко відокремлені в дереві люди є більш віддаленими родичами і, об’єднавши велику кількість даних, можна оцінити зв’язки між видами та визначити, коли одна лінія відходить від іншої.

Інші внески

Робота та знахідки Вуса мали глибокий вплив на спосіб розуміння розвитку мікробної екології землі та людського організму; навіть за межами наземних панувань.

Внесок в екологію Землі

Мікробні екосистеми є основою біосфери Землі, і до того, як була розроблена філогенетична структура Войза, яка була заснована на послідовності, не було значущого способу оцінити взаємозв'язок мікробів, що складають природний світ.

Відкриття Вуса продемонструвало, що все життя на Землі походить від стану прабатьків, що існував 3,8 мільярда років тому, з ключовими елементами сучасної клітини.

Таким чином, дисципліна мікробіологічної екології була перенесена із замираючого стану в одне з найбільш яскравих напрямків біології з важливими наслідками для медицини, як це продемонстрував проект «Мікробіома людини».

Проект мікробіома людини

Проект мікробіома людини був запропонований у 2008 році Національним інститутом охорони здоров’я США (NIH), основоположним підґрунтям цього проекту є висновки Уїз.

Основна мета цієї великої ініціативи - виявити та охарактеризувати мікробні спільноти, наявні в організмі людини, та знайти кореляцію між динамікою мікробної популяції, здоров’ям людини та хворобами.

Екзобіологія

Екзобіологія намагається реконструювати історію процесів і подій, що беруть участь у перетворенні біогенних елементів, від їх витоків у нуклеосинтезі до їх участі в еволюції Дарвіну в Сонячній системі.

Отже, екзобіологія стосується основних аспектів біології через вивчення життя поза Землею. Тоді виникає загальна теорія еволюції живих систем від неживої матерії.

Концепції Вуса були включені НАСА у його програму екзобіології та у філософію її програм для місій, які були запущені на Марс для пошуку ознак життя у 1975 році.

Основні роботи

Нижче перераховані його найважливіші твори:

- Еволюція макромолекулярної складності (1971), де представлена уніфікована модель еволюції макромолекулярної складності.

- Бактеріальна еволюція (1987). Ця робота є історичним описом того, як взаємозв'язок між мікробіологією та еволюцією починає змінювати уявлення про походження видів на Землі.

- Універсальний предок (1998). Він описує універсального предка як різноманітне співтовариство клітин, яке виживає і розвивається як біологічна одиниця.

- Інтерпретація універсального філогенетичного дерева (2000). У цій роботі йдеться про те, як універсальне філогенетичне дерево не лише охоплює все існуюче життя, але його корінь представляє еволюційний процес до появи сучасних типів клітин.

- Про еволюцію клітин (2002). У цій роботі Вуз представляє теорію еволюції організації клітин.

- Нова біологія нового століття (2004). Це твердження про необхідність зміни підходів до біології у світлі нових висновків живого світу.

- Колективна еволюція та генетичний код (2006). Представлена динамічна теорія еволюції генетичного коду.

Список літератури

Голос C, Fox GE. (1977). Філогенетична структура домену прокаріотів: первинні царства. Отримано 11 листопада з: ncbi.nlm.nih.gov
Голос С. (2004). Нова біологія нового століття. Огляди мікробіології та молекулярної біології. Отримано 12 листопада з: ncbi.nlm.nih.gov
Руммель Дж. (2014). Карл Уїз, Дік Янг та коріння астробіології. Отримано 13 листопада з: ncbi.nlm.nih.gov
Голденфельд, Н., Пейс, Н. (2013). Карл Р. Вуз (1928-2012). Отримано 13 листопада з: science.sciencemag.org
Проект мікробіому людини, HMP. Отримано 13 листопада з: hmpdacc.org.
Дік С, Стрик Дж. (2004). Живий Всесвіт: НАСА та розвиток астробіології. Отримано 12 листопада з: Google Scholar
Кляйн Х. (1974). Автоматизовані експерименти з виявлення життя під час місії вікінгів на Марс. Отримано 12 листопада з: nlm.nih.gov

КАРЛ УОСІ: БІОГРАФІЯ, СИСТЕМАТИКА, ІНШІ ВНЕСКИ, ПРАЦІ - АРТЕ - 2025