- Biografia
- El costat Humà de Woese
- Premis i distincions
- Avenços científics determinants per a la visió de Woese
- El codi genètic
- La taxonomia molecular
- Els tres dominis
- L'arbre filogenètic de la vida
- altres aportacions
- Aportacions a l'ecologia de la Terra
- Projecte de Microbioma Humà
- la exobiologia
- principals obres
- referències
Carl Woese (1928-2012) va ser un reconegut microbiòleg nord-americà els treballs van revolucionar la comprensió de l'món microbià, així com la manera de percebre les relacions de tota la vida a la Terra.
Més que qualsevol altre investigador, Carl Woese va centrar l'atenció de l'món científic en un món microbià intangible però dominant. Els seus treballs van permetre conèixer i analitzar un regne que s'estén molt més enllà dels bacteris patògens.
Carl Richard Woese ser un microbiòleg nord-americà els treballs van revolucionar la comprensió de l'món microbià. Font: Don Hamerman
A través dels seus treballs, Woese va desenvolupar una comprensió sobre el desenvolupament de la vida; això ho va aconseguir mitjançant la seqüència de gens dels éssers vius, mostrant així que la història evolutiva es pot rastrejar fins arribar a un ancestre comú.
A més, durant aquesta investigació, Woese va descobrir el tercer domini de la vida conegut com les arqueges.
Biografia
Carl Richard Woese va néixer el 1928 a Syracuse, Nova York. Va estudiar matemàtiques i física a l'Amherst College de Massachusetts i va obtenir un PhD. en biofísica a la Universitat de Yale en 1953.
Woese va rebre la seva formació d'importants investigadors i premis Nobel, com ara la seva instructor de postgrau el biofísic Ernest Pollard, qui al seu torn va ser estudiant de el premi Nobel de física James Chadwick.
L'interès de Woese per l'origen de el codi genètic i els ribosomes es va desenvolupar mentre treballava com biofísic en el Laboratori d'Investigació de General Electric. Més tard, el 1964, el biòleg molecular nord-americà Sol Spiegelman ho va convidar a unir-se a la facultat de la Universitat d'Illinois, on va romandre fins a la seva mort (2012).
El costat Humà de Woese
Segons els seus col·legues propers, Woese es va dedicar profundament al seu treball i va ser molt responsable amb les seves investigacions. No obstant això, molts afirmen que el microbiòleg es divertia durant la realització dels seus treballs. A més, els seus companys el van descriure com una persona brillant, enginyosa, honesta, generosa i humil.
Premis i distincions
Al llarg dels seus anys d'investigació va rebre molts premis i distincions, com ara la beca MacArthur. També va ser membre de l'Acadèmia Nacional de Ciències dels Estats Units i de la Royal Society.
El 1992, Woese va rebre la Medalla Leeuwenhoek de la Reial Acadèmia Holandesa d'Arts i Ciències -considerada el premi més alt en microbiología- i el 2002 va obtenir la Medalla Nacional de Ciència dels Estats Units.
De la mateixa manera, el 2003 va ser guardonat amb el Premi Crafoord de la Reial Acadèmia de Ciències de Suècia en Biociències, un premi paral·lel a el Premi Nobel.
Avenços científics determinants per a la visió de Woese
En la dècada de 1970, la biologia classificava als éssers vius en cinc grans regnes: plantes, animals, fongs, els procariotes (o bacteris), les cèl·lules simples sense estructura interna i els eucariotes que sí posseeixen nucli i altres components en les seves cèl·lules.
No obstant això, els avenços de la biologia molecular li van permetre a Woese establir una mirada diferent als fonaments de la vida a la Terra. D'aquesta manera, va evidenciar que la vida a cada un dels cinc regnes té una mateixa base, així com també la mateixa bioquímica i el mateix codi genètic.
El codi genètic
Després del descobriment dels dels àcids nucleics, l'àcid Desoxirribonucleico (ADN) i l'àcid ribonucleic (ARN), es va determinar que el codi genètic està emmagatzemat en aquestes dues macromolècules. Una característica essencial de l'ADN i l'ARN és que estan formats per repeticions de molècules més petites conegudes com nucleòtids.
Gràcies a això, es va aconseguir establir que la gran diversitat de la vida es deu a les diferències en els components dels nucleòtids d'aquestes dues molècules.
En aquest aspecte, van ser essencials les contribucions de Woese sobre com entendre i determinar l'estructura de l'ARN. Després de realitzar aquestes investigacions, Woese es va interessar de manera especial per l'estudi de l'evolució de el codi genètic.
La taxonomia molecular
Carl Woese va estudiar un conjunt particular d'informació genètica que es troba en l'anomenat ARN mitocondrial 16s. La seqüència genètica d'aquest ARN té la particularitat que apareix en els genomes de tots els éssers vius i és altament conservada, el que significa que ha evolucionat lentament i es pot utilitzar per rastrejar els canvis evolutius durant molt de temps.
Per estudiar l'ARN, Woese va emprar la tecnologia de seqüenciació d'àcid nucleic, que encara era molt primitiva durant els anys setanta. Va comparar les seqüències de l'ARN ribosòmic (ARNr) de diversos organismes, principalment els bacteris i altres microorganismes.
Posteriorment, el 1977 va publicar al costat de George Fox el primer arbre de la vida filogenètic amb base científica. Aquest és un mapa que revela l'organització a gran escala de la vida i de el curs de l'evolució.
Els tres dominis
El model d'evolució que es feia servir abans dels treballs de Woese indicava que els éssers vius es classificaven en dos grans grups de procariotes i eucariotes. A més, assenyalava que els procariotes van donar lloc a eucariotes més moderns.
No obstant això, Woese va seqüenciar i va comparar els gens de l'ARNr de diferents éssers vius i va trobar que com més gran és la variació en la seqüència de gens de dos organismes, més gran és la seva divergència evolutiva.
Aquestes troballes li van permetre proposar les tres línies evolutives, denominades dominis: Bacteria i Archaea (que representen cèl·lules procariotes, és a dir sense nucli), i Eukarya (cèl·lules eucariotes, amb nucli).
Les archaeas representen cèl·lules procariotes, és a dir, sense nucli. Font: Kaden 11a
D'aquesta manera, Woese va establir que el concepte de procariotes no tenia justificació filogenètica i els eucariotes no es van originar dels bacteris, sinó que són un grup germà de les arqueges.
L'arbre filogenètic de la vida
Els tres dominis es van representar en un arbre filogenètic, on es mostra les diferències evolutives. En aquest arbre, la distància entre dues espècies -trazadas al llarg de les línies que les conectan- és proporcional a la diferència en el seu ARNr.
Així mateix, els que estan àmpliament separats en l'arbre són parents més distants i, a l'combinar una gran quantitat de dades, és possible estimar les relacions entre espècies i determinar quan una línia divergir d'una altra.
altres aportacions
Els treballs i troballes de Woese van impactar profundament en la forma de conèixer el desenvolupament de l'ecologia microbiana de la terra i de el cos humà; fins i tot fora dels dominis terrestres.
Aportacions a l'ecologia de la Terra
Els ecosistemes microbians són la base de la biosfera de la Terra i abans que es desenvolupés el marc filogenètic basat en seqüències de Woese, no hi havia una manera significativa d'avaluar les relacions dels microbis que conformen el món natural.
El descobriment de Woese va demostrar que tota la vida a la Terra descendeix d'un estat ancestral que va existir fa 3.8 milions d'anys, amb els elements claus ja establerts de la cèl·lula moderna.
D'aquesta manera, la disciplina de l'ecologia microbiana va ser impulsada d'un estat moribund a un dels camps de biologia més vibrants amb importants ramificacions per a la medicina, com ho demostra el Projecte de Microbioma Humà.
Projecte de Microbioma Humà
El Projecte de l'Microbioma Humà va ser proposat l'any 2008 per l'Institut Nacional de la Salut dels Estats Units (NIH), sent la base fonamental d'aquest projecte les troballes de Woese.
L'objectiu principal d'aquesta gran iniciativa és identificar i caracteritzar les comunitats microbianes presents en el cos humà i buscar les correlacions entre la dinàmica de les poblacions microbianes, la salut i les malalties humanes.
la exobiologia
La exobiologia intenta reconstruir la història dels processos i esdeveniments involucrats en les transformacions dels elements biogènics, des dels seus orígens en les nucleosíntesi fins a la seva participació en l'evolució darwiniana en el sistema solar.
Per tant, la exobiologia aborda els aspectes fonamentals de la biologia a través d'un estudi de la vida fora de la Terra. Sorgeix llavors una teoria general per a l'evolució dels sistemes vius a partir de la matèria inanimada.
Els conceptes de Woese van ser incorporats per la NASA en el seu programa de exobiologia i en les filosofies dels seus programes de les missions que es van llançar a Mart per buscar signes de vida a 1975.
principals obres
A continuació s'enumeren les seves obres més importants:
- Evolució de la complexitat macromolecular (1971), on es presenta un model unificat per a l'evolució de la complexitat macromolecular.
- Evolució bacteriana (1987). Aquest treball és una descripció històrica de com la relació entre la microbiologia i l'evolució comença a canviar els conceptes sobre l'origen de les espècies a la Terra.
- L'ancestre universal (1998). Descriu a l'avantpassat universal com una comunitat diversa de cèl·lules que sobreviu i evoluciona com una unitat biològica.
- Interpretant l'arbre filogenètic universal (2000). Aquesta obra fa de quina manera l'arbre filogenètic universal no només abasta tota la vida existent, sinó que la seva arrel representa el procés evolutiu abans de l'aparició dels tipus de cèl·lules actuals.
- Sobre l'evolució de les cèl·lules (2002). En aquest treball, Woese presenta una teoria per a l'evolució de l'organització cel·lular.
- Una nova biologia per a un nou segle (2004). És un plantejament sobre la necessitat de canvi en els enfocaments de la biologia a la llum de les noves troballes de l'món vivent.
- Evolució col·lectiva i el codi genètic (2006). Presenta una teoria dinàmica per a l'evolució de el codi genètic.
referències
- Woese C, Fox GE. (1977). Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. Recuperat el 11 de novembre de: ncbi.nlm.nih.gov
- Woese C. (2004). A new biology for a new century. Microbiology and molecular biology reviews. Recuperat el 12 de novembre de: ncbi.nlm.nih.gov
- Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young, and the roots of Astrobiology. Recuperat el 13 de novembre de: ncbi.nlm.nih.gov
- Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Recuperat el 13 de novembre de: science.sciencemag.org
- Human Microbiome Project, HMP. Recuperat el 13 de novembre de: hmpdacc.org.
- Dick S, Strick J. (2004). The living universe: NASA and the development of Astrobiology. Recuperat el 12 de novembre de: Google Scholar
- Klein H. (1974). Aut omated life-detection experiments for the Viking mission to Mars. Recuperat el 12 de novembre de: nlm.nih.gov