- ביוגרפיה
- הצד האנושי של ווז
- פרסים והבחנות
- קביעת ההתקדמות המדעית לחזונו של ווז
- הקוד הגנטי
- טקסונומיה מולקולרית
- שלושת התחומים
- העץ הפילוגנטי של החיים
- תרומות אחרות
- תרומות לאקולוגיה של כדור הארץ
- פרויקט מיקרוביומה אנושי
- אקסוביולוגיה
- עבודות עיקריות
- הפניות
קרל ווזה (1928 - 2012) היה מיקרוביולוג אמריקאי בעל שם, שעבודתו חוללה מהפכה בהבנת העולם המיקרוביאלי, כמו גם את האופן בו אנו תופסים את מערכות היחסים של כל החיים על כדור הארץ.
יותר מכל חוקר אחר, קרל ווז מיקד את תשומת ליבו של העולם המדעי בעולם מיקרוביאלי בלתי מוחשי אך דומיננטי. עבודתם איפשרה לנו לדעת ולנתח ממלכה המשתרעת הרבה מעבר לחיידקים פתוגניים.
קרל ריצ'רד ווזה היה מיקרוביולוג אמריקני שעבודתו חוללה מהפכה בהבנת העולם המיקרוביאלי. מקור: דון המרמן
באמצעות עבודותיו פיתח ווזה הבנה של התפתחות החיים; זה הושג באמצעות רצף הגנים של יצורים חיים, ובכך מראה שאפשר לעקוב אחר ההיסטוריה האבולוציונית לאב קדמון משותף.
יתר על כן, במהלך חקירה זו גילה ווז את התחום השלישי בחיים המכונה הארכאהאה.
ביוגרפיה
קרל ריצ'רד ווזה נולד בשנת 1928 בסירקוזה, ניו יורק. הוא למד מתמטיקה ופיזיקה במכללת אמהרסט במסצ'וסטס וקיבל תואר שלישי. בביו-פיזיקה באוניברסיטת ייל בשנת 1953.
ווס קיבל את הכשרתו מחוקרים מובילים ומחתרי פרס נובל, כמו מדריך הבוגר שלו, הביופיזיקאי ארנסט פולארד, שהיה בעצמו סטודנט לזוכה פרס נובל בפיזיקה ג'יימס צ'אדוויק.
התעניינותו של ווז במקור הקוד הגנטי והריבוזומים התפתחה בזמן שעבדה כביופיזיקאי במעבדה לחקר החשמל הכללי. מאוחר יותר, בשנת 1964, הזמין אותו הביולוג המולקולרי האמריקני סול שפיגלמן להצטרף לפקולטה באוניברסיטת אילינוי, שם הוא נשאר עד מותו (2012).
הצד האנושי של ווז
לדברי עמיתיו הקרובים, ווז היה מסור לעומק עבודתו והיה אחראי מאוד למחקריו. עם זאת, רבים אומרים כי המיקרוביולוג היה כיף במהלך עבודתו. יתר על כן, חברי כיתתו תיארו אותו כאדם מבריק, תושייה, ישר, נדיב וצנוע.
פרסים והבחנות
לאורך שנות המחקר שלו הוא זכה בפרסים והבחנות רבים, כמו מלגת מקארתור. הוא גם היה חבר באקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית והחברה המלכותית.
בשנת 1992, ווס קיבל את מדליית ליוונהוק מהאקדמיה המלכותית להולנד למדעים - שנחשבה לפרס הגבוה ביותר במיקרוביולוגיה - ובשנת 2002 הוענק לו המדליה הלאומית של ארה"ב למדע.
באופן דומה, בשנת 2003 הוענק לו פרס קרפורד של האקדמיה השבדית המלכותית למדעים בביוס, פרס מקביל לפרס נובל.
קביעת ההתקדמות המדעית לחזונו של ווז
בשנות השבעים, ביולוגיה סיווגה יצורים חיים לחמש ממלכות גדולות: צמחים, בעלי חיים, פטריות, פרוקריוטות (או חיידקים), תאים פשוטים ללא מבנה פנימי, ואוקריוטים שיש להם גרעין ורכיבים אחרים בתאים שלהם. .
עם זאת ההתקדמות בביולוגיה מולקולרית אפשרה לוואס להסתכל אחרת על יסודות החיים על כדור הארץ. באופן זה הוא הראה כי לחיים בכל אחת מחמש הממלכות יש את אותו בסיס, כמו גם אותה ביוכימיה ואותה קוד גנטי.
הקוד הגנטי
לאחר גילוי חומצות גרעין, חומצה Deoxyribonucleic (DNA) וחומצה ריבונוקלאית (RNA), נקבע כי הקוד הגנטי מאוחסן בשני מקרומולקולות אלה. מאפיין חיוני של ה- DNA וה- RNA הוא שהם מורכבים מחזרות של מולקולות קטנות יותר המכונות נוקלאוטידים.
בזכות זה ניתן היה לקבוע כי המגוון הגדול של החיים נובע מההבדלים במרכיבי הגרעין של שתי מולקולות אלה.
בעניין זה, תרומתו של ווז כיצד להבין ולקבוע את מבנה ה- RNA היו חיוניות. לאחר עריכת החקירות הללו, ווז התעניין במיוחד במחקר ההתפתחות של הקוד הגנטי.
טקסונומיה מולקולרית
קרל ווזה בחן קבוצה מסוימת של מידע גנטי שנמצא ב- RNA המיטוכונדריאלי בשנות ה- 16. לרצף הגנטי של RNA זה יש המוזרויות שהוא מופיע בגנום של כל היצורים החיים ונשמר מאוד, מה שאומר שהוא התפתח לאט וניתן להשתמש בו כדי לעקוב אחר שינויים אבולוציוניים במשך זמן רב.
כדי ללמוד RNA, וואז השתמש בטכנולוגיית רצף חומצות גרעין, שעדיין הייתה פרימיטיבית מאוד בשנות השבעים. הוא השווה את רצפי RNA (ribosomal RNA) של אורגניזמים שונים, בעיקר חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים.
מאוחר יותר, בשנת 1977, ביחד עם ג'ורג 'פוקס, הוא פרסם את עץ הפילוגנטיקה הראשון שבסיסו מדעית. זו מפה החושפת את ארגון החיים בקנה מידה גדול ואת מהלך ההתפתחות.
שלושת התחומים
מודל האבולוציה ששימש לפני עבודתו של ווז הצביע על כך שישויות חיות סווגו לשתי קבוצות גדולות: פרוקריוטות ואוקריוטות. יתר על כן, הוא ציין כי פרוקריוטות הולידו אוקריוטים מודרניים יותר.
עם זאת, ווזה רצף והשווה בין גני ה- rRNA של יצורים חיים שונים ומצא שככל שהשונות ברצף הגנים של שני אורגניזמים גדולה יותר, כך התבדלות האבולוציונית שלהם גדולה יותר.
ממצאים אלה אפשרו לו להציע את שלושת הקווים האבולוציוניים, המכונים תחומים: חיידקים וארכאה (המייצגים תאים פרוקריוטים, כלומר ללא גרעין), ואוקריה (תאים אוקיארוטיים, עם גרעין).
ארכאיות מייצגות תאים פרוקריוטים, כלומר ללא גרעין. מקור: קדן 11 א
באופן זה, ווז קבע כי למושג הפרוקריוטים אין כל הצדקה פילוגנטית ואוקריוטים אינם מקורם בחיידקים, אלא הם קבוצת אחיות לארכאה.
העץ הפילוגנטי של החיים
שלושת התחומים היו מיוצגים בעץ פילוגנטי, בו מוצגים הבדלים אבולוציוניים. בעץ זה המרחק בין שני מינים - נמשכים לאורך הקווים המחברים ביניהם - פרופורציונלי להבדל ב- rRNA שלהם.
באופן דומה, אלה המופרדים בעץ הם קרובי משפחה רחוקים יותר ועל ידי שילוב כמות גדולה של נתונים, ניתן להעריך את מערכות היחסים בין המינים ולקבוע מתי קו אחד נפרד משני.
תרומות אחרות
לעבודה ולממצאיו של ווז הייתה השפעה עמוקה על דרך הבנת ההתפתחות של האקולוגיה החיידקית של כדור הארץ ושל גוף האדם; אפילו מחוץ לשלטונות היבשתיים.
תרומות לאקולוגיה של כדור הארץ
מערכות אקולוגיות מיקרוביאליות הן היסודות של הביוספרה של כדור הארץ, ולפני שפותחה המסגרת הפילוגנטית מבוססת הרצף של ווז, לא הייתה דרך משמעותית להעריך את מערכות היחסים של החיידקים המרכיבים את העולם הטבעי.
תגליתו של ווז הדגימה כי כל החיים על כדור הארץ יורדים ממצב אבותי שהיה קיים לפני 3.8 מיליארד שנים, כאשר יסודות המפתח בתא המודרני כבר הוקמו.
בדרך זו הועברה משמעת האקולוגיה המיקרוביאלית ממצב גוסס לאחד התחומים התוססים ביותר בביולוגיה עם השלכות חשובות לרפואה, כפי שהוכיח פרויקט המיקרוביומה האנושית.
פרויקט מיקרוביומה אנושי
פרויקט המיקרוביומה האנושית הוצע בשנת 2008 על ידי המכון הלאומי לבריאות של ארצות הברית (NIH), והבסיס הבסיסי של פרויקט זה הוא ממצאי ווז.
המטרה העיקרית של יוזמה נהדרת זו היא לזהות ולאפיין את קהילות החיידקים הקיימות בגוף האדם ולחפש את הקורלציות בין הדינמיקה של אוכלוסיות חיידקים, בריאות האדם ומחלות.
אקסוביולוגיה
האקסוביולוגיה מנסה לשחזר את ההיסטוריה של התהליכים וההתרחשויות הכרוכים בהמרות של יסודות ביוגניים, החל ממקורם בגרעין-נתיזה ועד השתתפותם באבולוציה הדרוויניסטית במערכת השמש.
כתוצאה מכך האקסוביולוגיה מטפלת בהיבטים הבסיסיים של הביולוגיה באמצעות מחקר על החיים מחוץ לכדור הארץ. תיאוריה כללית עולה אז להתפתחות מערכות חיות מחומר דומם.
המושגים של ווז שולבו על ידי נאס"א בתכנית האקסוביולוגיה שלה ובתוך הפילוסופיות של תוכניותיה למשימות שהושקו למאדים כדי לחפש אחר סימני חיים בשנת 1975.
עבודות עיקריות
העבודות החשובות ביותר שלו מופיעות להלן:
- התפתחות המורכבות המקרו-מולקולרית (1971), בה מוצג מודל אחיד להתפתחות המורכבות המקרו-מולקולרית.
- התפתחות חיידקית (1987). עבודה זו היא תיאור היסטורי של האופן בו הקשר בין מיקרוביולוגיה להתפתחות מתחיל לשנות את המושגים לגבי מקור המינים בכדור הארץ.
האב הקדמון האוניברסלי (1998). הוא מתאר את האב הקדמון האוניברסאלי כקהילה מגוונת של תאים ששורדת ומתפתחת כיחידה ביולוגית.
- פירוש העץ הפילוגנטי האוניברסלי (2000). עבודה זו מתייחסת לאופן בו העץ הפילוגנטי האוניברסלי לא רק מקיף את כל החיים הקיימים, אלא שורשו מייצג את התהליך האבולוציוני לפני הופעתם של סוגי תאים נוכחיים.
- על התפתחות התאים (2002). בעבודה זו מציג ווז תיאוריה להתפתחות ארגון התאים.
- ביולוגיה חדשה למאה חדשה (2004). זו אמירה על הצורך בשינוי בגישות לביולוגיה לאור הממצאים החדשים של העולם החי.
- אבולוציה קולקטיבית והקוד הגנטי (2006). מציג תיאוריה דינמית להתפתחות הקוד הגנטי.
הפניות
- ווז סי, פוקס GE. (1977). מבנה פילוגנטי של התחום הפרוקריוטי: הממלכות הראשוניות. הוחזר ב 11 בנובמבר מ: ncbi.nlm.nih.gov
- Woese C. (2004). ביולוגיה חדשה למאה חדשה. ביקורות על מיקרוביולוגיה וביולוגיה מולקולרית. הוחזר ב -12 בנובמבר מ: ncbi.nlm.nih.gov
- רומל ג '(2014). קרל ווז, דיק יאנג, ושורשי האסטרוביולוגיה. הוחזר ב -13 בנובמבר מ: ncbi.nlm.nih.gov
- גולדנפלד, נ ', פייס, נ' (2013). קרל ר. ווזה (2012-1928). הוחזר ב 13 בנובמבר מ: science.sciencemag.org
- פרויקט מיקרוביומיה אנושית, HMP. הוחזר ב -13 בנובמבר מ: hmpdacc.org.
- דיק S, סטריק ג'יי (2004). היקום החי: נאס"א והתפתחות האסטרוביולוגיה. הוחזר ב- 12 בנובמבר מ: Google Scholar
- קליין ה. (1974). ניסויים אוטומטיים לזיהוי חיים למשימת ויקינג למאדים. הוחזר ב- 12 בנובמבר מ: nlm.nih.gov