CARL WOESE: ชีวประวัติอนุกรมวิธานผลงานอื่น ๆ ผลงาน - ARTE - 2026

Carl Woese (1928-2012) เป็นนักจุลชีววิทยาชาวอเมริกันที่มีชื่อเสียงซึ่งมีผลงานปฏิวัติความเข้าใจเกี่ยวกับโลกของจุลินทรีย์ตลอดจนวิธีที่เรารับรู้ความสัมพันธ์ของทุกชีวิตบนโลก

มากกว่านักวิจัยคนอื่น ๆ Carl Woese ให้ความสำคัญกับความสนใจของโลกวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลกของจุลินทรีย์ที่จับต้องไม่ได้ แต่โดดเด่น ผลงานของพวกเขาทำให้เรารู้และวิเคราะห์อาณาจักรที่ขยายไปไกลเกินกว่าแบคทีเรียก่อโรค

Carl Richard Woese เป็นนักจุลชีววิทยาชาวอเมริกันที่มีผลงานปฏิวัติความเข้าใจเกี่ยวกับโลกของจุลินทรีย์ ที่มา: Don Hamerman

จากผลงานของเขา Woese ได้พัฒนาความเข้าใจในการพัฒนาชีวิต สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากลำดับยีนของสิ่งมีชีวิตซึ่งแสดงให้เห็นว่าประวัติศาสตร์วิวัฒนาการสามารถสืบย้อนกลับไปยังบรรพบุรุษร่วมกันได้

นอกจากนี้ในระหว่างการสอบสวน Woese ได้ค้นพบโดเมนที่สามของชีวิตที่เรียกว่าอาร์เคีย

ชีวประวัติ

Carl Richard Woese เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2471 ที่เมือง Syracuse รัฐนิวยอร์ก เขาเรียนคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่ Amherst College ในแมสซาชูเซตส์และได้รับปริญญาเอก สาขาชีวฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเยลในปี 2496

Woese ได้รับการฝึกอบรมจากนักวิจัยชั้นนำและผู้ได้รับรางวัลโนเบลเช่นอาจารย์ระดับบัณฑิตศึกษาของเขาเออร์เนสต์โพลลาร์ดนักชีวฟิสิกส์ซึ่งเป็นนักเรียนของเจมส์แชดวิกผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

ความสนใจของ Woese เกี่ยวกับต้นกำเนิดของรหัสพันธุกรรมและไรโบโซมที่พัฒนาขึ้นในขณะที่ทำงานเป็นนักชีวฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการวิจัยไฟฟ้าทั่วไป ต่อมาในปีพ. ศ. 2507 Sol Spiegelman นักชีววิทยาระดับโมเลกุลชาวอเมริกันได้เชิญให้เขาเข้าร่วมคณะของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ซึ่งเขายังคงอยู่จนกระทั่งเสียชีวิต (2555)

ด้านมนุษย์ของ Woese

ตามคำบอกเล่าของเพื่อนร่วมงานที่ใกล้ชิดของเขา Woese ทุ่มเทให้กับงานของเขาอย่างมากและรับผิดชอบงานวิจัยของเขาอย่างมาก อย่างไรก็ตามหลายคนบอกว่านักจุลชีววิทยามีความสนุกสนานในขณะทำงานของเขา นอกจากนี้เพื่อนร่วมชั้นของเขายังบรรยายว่าเขาเป็นคนที่ฉลาดมีไหวพริบซื่อสัตย์ใจกว้างและถ่อมตัว

รางวัลและความแตกต่าง

ตลอดหลายปีของการค้นคว้าเขาได้รับรางวัลและความแตกต่างมากมายเช่น MacArthur Fellowship เขายังเป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกาและราชสมาคม

ในปี 1992 Woese ได้รับเหรียญ Leeuwenhoek จาก Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences ซึ่งถือเป็นรางวัลสูงสุดในสาขาจุลชีววิทยาและในปี 2545 เขาได้รับรางวัลเหรียญวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา

ในทำนองเดียวกันในปี 2546 เขาได้รับรางวัล Crafoord จาก Royal Swedish Academy of Sciences ในสาขาชีววิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นรางวัลคู่ขนานกับรางวัลโนเบล

กำหนดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สำหรับวิสัยทัศน์ของ Woese

ในทศวรรษ 1970 ชีววิทยาได้จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็นอาณาจักรใหญ่ ๆ 5 อาณาจักร ได้แก่ พืชสัตว์เชื้อราโปรคาริโอต (หรือแบคทีเรีย) เซลล์ธรรมดาที่ไม่มีโครงสร้างภายในและยูคาริโอตที่มีนิวเคลียสและส่วนประกอบอื่น ๆ ในเซลล์ .

อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าทางชีววิทยาระดับโมเลกุลทำให้ Woese สามารถมองพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้แตกต่างกันไป ด้วยวิธีนี้เขาแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตในแต่ละอาณาจักรทั้งห้ามีฐานเดียวกันเช่นเดียวกับชีวเคมีเดียวกันและรหัสพันธุกรรมเดียวกัน

รหัสพันธุกรรม

หลังจากการค้นพบกรดนิวคลีอิก Deoxyribonucleic Acid (DNA) และ Ribonucleic Acid (RNA) พบว่ารหัสพันธุกรรมถูกเก็บไว้ในโมเลกุลขนาดใหญ่ทั้งสองนี้ ลักษณะสำคัญของ DNA และ RNA คือประกอบด้วยการทำซ้ำของโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์

ด้วยเหตุนี้จึงสามารถระบุได้ว่าความหลากหลายของชีวิตเกิดจากความแตกต่างของส่วนประกอบของนิวคลีโอไทด์ของโมเลกุลทั้งสองนี้

ในเรื่องนี้การมีส่วนร่วมของ Woese ในการทำความเข้าใจและกำหนดโครงสร้างของ RNA จึงมีความสำคัญ หลังจากดำเนินการตรวจสอบเหล่านี้ Woese เริ่มสนใจเป็นพิเศษในการศึกษาวิวัฒนาการของรหัสพันธุกรรม

อนุกรมวิธานโมเลกุล

Carl Woese ศึกษาข้อมูลทางพันธุกรรมชุดหนึ่งที่พบใน 16s mitochondrial RNA ลำดับพันธุกรรมของ RNA นี้มีลักษณะเฉพาะที่ปรากฏในจีโนมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดและได้รับการอนุรักษ์อย่างมากซึ่งหมายความว่ามันมีวิวัฒนาการอย่างช้าๆและสามารถใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการได้เป็นเวลานาน

เพื่อศึกษา RNA Woese ใช้เทคโนโลยีการหาลำดับกรดนิวคลีอิกซึ่งยังคงเป็นแบบดั้งเดิมมากในช่วงปี 1970 เขาเปรียบเทียบลำดับไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ (rRNA) ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ โดยเฉพาะแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่น ๆ

ต่อมาในปีพ. ศ. 2520 ร่วมกับจอร์จฟ็อกซ์เขาได้ตีพิมพ์ต้นไม้แห่งชีวิตที่อาศัยวิวัฒนาการทางวิทยาศาสตร์เป็นครั้งแรก นี่คือแผนที่ที่เผยให้เห็นองค์กรขนาดใหญ่ของชีวิตและแนวทางแห่งวิวัฒนาการ

ทั้งสามโดเมน

แบบจำลองของวิวัฒนาการที่ใช้ก่อนงานของ Woese ระบุว่าสิ่งมีชีวิตถูกจำแนกออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ โปรคาริโอตและยูคาริโอต นอกจากนี้เขายังชี้ให้เห็นว่าโปรคาริโอตก่อให้เกิดยูคาริโอตที่ทันสมัยมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม Woese ได้จัดลำดับและเปรียบเทียบยีน rRNA ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันและพบว่ายิ่งลำดับยีนของสิ่งมีชีวิตสองชนิดมีความผันแปรมากเท่าไหร่ความแตกต่างของวิวัฒนาการก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การค้นพบนี้ทำให้เขาเสนอสายวิวัฒนาการทั้งสามสายที่เรียกว่าโดเมน: แบคทีเรียและอาร์เคีย (แสดงถึงเซลล์โปรคาริโอตนั่นคือไม่มีนิวเคลียส) และยูคาริโอ (เซลล์ยูคาริโอตที่มีนิวเคลียส)

Archaeas เป็นตัวแทนของเซลล์โปรคาริโอตนั่นคือไม่มีนิวเคลียส ที่มา: Kaden 11a

ด้วยวิธีนี้ Woese จึงยืนยันว่าแนวคิดของโปรคาริโอตไม่มีเหตุผลทางวิวัฒนาการและยูคาริโอตไม่ได้มาจากแบคทีเรีย แต่เป็นกลุ่มน้องสาวของอาร์เคีย

ต้นไม้แห่งชีวิต

โดเมนทั้งสามถูกแสดงในต้นไม้วิวัฒนาการซึ่งแสดงความแตกต่างของวิวัฒนาการ ในต้นไม้นี้ระยะห่างระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดซึ่งลากไปตามเส้นที่เชื่อมต่อกันเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของ rRNA ของพวกมัน

ในทำนองเดียวกันสิ่งที่แยกจากกันอย่างกว้างขวางในต้นไม้เป็นญาติที่ห่างไกลกันมากขึ้นและด้วยการรวมข้อมูลจำนวนมากจึงเป็นไปได้ที่จะประมาณความสัมพันธ์ระหว่างสายพันธุ์และกำหนดว่าเมื่อใดที่สายหนึ่งแยกออกจากอีกสายหนึ่ง

การมีส่วนร่วมอื่น ๆ

ผลงานและการค้นพบของ Woese มีผลกระทบอย่างมากต่อวิธีการทำความเข้าใจการพัฒนาระบบนิเวศของจุลินทรีย์ในโลกและร่างกายมนุษย์ แม้จะอยู่นอกอาณาจักรบนบก

คุณูปการต่อระบบนิเวศของโลก

ระบบนิเวศของจุลินทรีย์เป็นรากฐานของชีวมณฑลของโลกและก่อนที่จะมีการพัฒนากรอบโครงสร้างวิวัฒนาการตามลำดับของ Woese ไม่มีวิธีที่มีความหมายในการประเมินความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์ที่ประกอบกันเป็นโลกธรรมชาติ

การค้นพบของ Woese แสดงให้เห็นว่าทุกชีวิตบนโลกสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษที่มีอยู่เมื่อ 3.8 พันล้านปีก่อนโดยมีองค์ประกอบหลักของเซลล์สมัยใหม่ที่สร้างขึ้นแล้ว

ด้วยวิธีนี้วินัยของนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์จึงถูกขับเคลื่อนจากสภาวะที่กำลังจะตายไปสู่สาขาชีววิทยาที่มีชีวิตชีวาที่สุดแห่งหนึ่งโดยมีการแบ่งส่วนที่สำคัญสำหรับการแพทย์ดังที่แสดงให้เห็นโดยโครงการจุลินทรีย์ของมนุษย์

โครงการ Human Microbiome

โครงการ Human Microbiome ได้รับการเสนอในปี 2551 โดยสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIH) โดยการค้นพบของ Woese เป็นพื้นฐานสำคัญของโครงการนี้

วัตถุประสงค์หลักของการริเริ่มที่ยิ่งใหญ่นี้คือการระบุและกำหนดลักษณะของชุมชนจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในร่างกายมนุษย์และเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างพลวัตของประชากรจุลินทรีย์สุขภาพของมนุษย์และโรค

Exobiology

Exobiology พยายามสร้างประวัติศาสตร์ของกระบวนการและเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบทางชีวภาพตั้งแต่ต้นกำเนิดในการสังเคราะห์นิวคลีโอซิลไปจนถึงการมีส่วนร่วมในวิวัฒนาการของดาร์วินในระบบสุริยะ

ดังนั้น Exobiology จึงกล่าวถึงแง่มุมพื้นฐานของชีววิทยาผ่านการศึกษาสิ่งมีชีวิตนอกโลก จากนั้นทฤษฎีทั่วไปก็เกิดขึ้นสำหรับวิวัฒนาการของระบบสิ่งมีชีวิตจากสสารที่ไม่มีชีวิต

แนวคิดของ Woese ได้รับการรวมเข้ากับ NASA ในโครงการ Exobiology และปรัชญาของโครงการสำหรับภารกิจที่เปิดตัวไปยังดาวอังคารเพื่อค้นหาสัญญาณแห่งชีวิตในปีพ. ศ. 2518

ผลงานหลัก

ผลงานที่สำคัญที่สุดของเขามีดังต่อไปนี้:

- วิวัฒนาการของความซับซ้อนระดับโมเลกุล (1971) ซึ่งมีการนำเสนอแบบจำลองแบบรวมสำหรับวิวัฒนาการของความซับซ้อนของโมเลกุลขนาดใหญ่

- วิวัฒนาการของแบคทีเรีย (2530). งานนี้เป็นคำอธิบายทางประวัติศาสตร์ว่าความสัมพันธ์ระหว่างจุลชีววิทยาและวิวัฒนาการเริ่มเปลี่ยนแนวความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้อย่างไร

- บรรพบุรุษสากล (1998) มันอธิบายบรรพบุรุษสากลว่าเป็นชุมชนของเซลล์ที่มีชีวิตและวิวัฒนาการเป็นหน่วยทางชีววิทยา

- การตีความต้นไม้วิวัฒนาการสากล (2000) งานนี้กล่าวถึงวิธีที่ต้นไม้วิวัฒนาการสากลไม่เพียง แต่ครอบคลุมชีวิตที่มีอยู่ทั้งหมด แต่รากของมันแสดงถึงกระบวนการวิวัฒนาการก่อนการเกิดขึ้นของเซลล์ประเภทปัจจุบัน

- ต่อวิวัฒนาการของเซลล์ (2545). ในงานนี้ Woese นำเสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของการจัดระเบียบเซลล์

- ชีววิทยาใหม่สำหรับศตวรรษใหม่ (2004) เป็นคำกล่าวเกี่ยวกับความจำเป็นในการเปลี่ยนแปลงแนวทางชีววิทยาในแง่ของการค้นพบใหม่ของโลกที่มีชีวิต

- วิวัฒนาการร่วมและรหัสพันธุกรรม (2549) นำเสนอทฤษฎีพลวัตสำหรับวิวัฒนาการของรหัสพันธุกรรม

อ้างอิง

1. Woese C ฟ็อกซ์ GE (1977) โครงสร้างทางวิวัฒนาการของโดเมนโปรคาริโอต: อาณาจักรหลัก สืบค้นเมื่อ 11 พฤศจิกายนจาก: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). ชีววิทยาใหม่สำหรับศตวรรษใหม่ ความคิดเห็นทางจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยา. สืบค้นเมื่อ 12 พฤศจิกายนจาก: ncbi.nlm.nih.gov
3. รัมเมลเจ (2014). Carl Woese, Dick Young และรากของโหราศาสตร์ สืบค้นเมื่อ 13 พฤศจิกายนจาก: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N. , Pace, N. (2013). คาร์ลอาร์โวเซ (2471-2555) สืบค้นเมื่อ 13 พฤศจิกายนจาก: science.sciencemag.org
5. โครงการ Human Microbiome, HMP. สืบค้นเมื่อ 13 พฤศจิกายนจาก: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). จักรวาลที่มีชีวิต: NASA และการพัฒนาโหราศาสตร์ สืบค้นเมื่อ 12 พฤศจิกายนจาก: Google Scholar
7. ไคลน์เอช (1974). การทดลองตรวจจับสิ่งมีชีวิตอัตโนมัติสำหรับภารกิจไวกิ้งไปยังดาวอังคาร สืบค้นเมื่อ 12 พฤศจิกายนจาก: nlm.nih.gov