칼 워즈

Carl Woese
칼 워즈
Carl Woese.jpg
2004년 Woese
태어난(802-07-15)1928년 7월 15일
시러큐스, 뉴욕, 미국
죽은2012년 12월 30일 (2012-12-30) (84세)
Urbana, Illinois, 미국
시민권미국
모교
로 알려져 있다고고학 발견
어워드
과학 경력
필드미생물학
기관일리노이 대학교 어바나-샴페인
논문동물 바이러스에 관한 물리 연구 (1953)
박사 어드바이저어니스트 C.폴라드[필요한 건]
주목받는 학생데이비드 스탈[1]

칼 워즈(Carl Woise,[2] 1928년 7월 15일 ~ 2012년 12월 30일)는 미국의 미생물학자이자 생물물리학자이다.Woese는 1977년 미생물학에 혁명을 일으킨 기술인 16S 리보솜 RNA의 계통학적 분류법에 의해 고고학([3][4][5][6]생물의 새로운 영역)을 정의한 것으로 유명하다.그는 또한 1967년에 RNA 세계 가설을 창시했지만,[7] 그 이름은 아니었다.Woese는 Stanley O를 잡았다. Ikenberry 의장을 맡아 일리노이 대학교 어바나-샴페인 [8][9][10]미생물학 교수였습니다.

생활과 교육

칼 워즈는 1928년 7월 15일 뉴욕 시러큐스에서 태어났다.Woese는 매사추세츠에 있는 Derfield Academy에 다녔다.그는 1950년 애머스트 대학에서 수학과 물리학 학사 학위를 받았습니다.암허스트에 있는 동안, Woese는 생물학 강좌를 한 과목만 수강했고, William M.의 조언이 있을 때까지 "식물이나 동물에 대한 과학적 관심"이 없었다. 페어뱅크는 당시 애머스트 물리학과 조교수로 [11]예일대에서 생물물리학을 전공했다.

1953년 그는 예일대에서 생물물리학 박사학위를 취득했으며, 박사학위 연구에서는 열과 이온화 [12][13]방사선에 의한 바이러스의 불활성화에 초점을 맞췄다.그는 로체스터 대학에서 2년 동안 의학을 공부했고, 이틀 동안 소아과 [13]교대로 일을 그만두었다.그 후 그는 박테리아 [14]포자를 연구하는 예일 대학의 생물 물리학 박사후 연구원이 되었다.1960년부터 63년까지,[12][15] 그는 뉴욕 쉐넥타디의 General Electric Research Laboratory에서 생물 물리학자로 일했다.1964년, Woese는 일리노이 대학교 Urbana-Champaign의 미생물학부에 입사하여 그의 [10][12][15]전문 분야로서 고고학, 유전학, 분자 진화에 초점을 맞췄다.그는 일리노이 대학교 어바나 샴페인 칼 R의 교수가 되었다. 2015년 그를 기려 이름을 바꾼 Woese Institute for Genomic Biology는 그의 [15]사망 이후.

Woese는 2012년 12월 30일 췌장암 합병증으로 사망했으며, 그의 아내 Gabriella와 아들,[16][17][18] 딸을 생존자로 남겼다.

작업 및 발견

유전자 코드에 대한 초기 연구

Woese는 1960년 [13]가을 GE(제너럴 일렉트릭)의 Knolls 연구소에 연구실을 설립하면서 유전 코드에 관심을 돌렸다.물리학자들과 분자생물학자들 사이의 관심은 제임스 D 이후 10년 동안 20개의 아미노산과 핵산 염기의 네 글자 알파벳 사이의 대응관계를 해독하는 것에 합쳐지기 시작했다. 왓슨, 프란시스 크릭, 로잘린드 프랭클린의 [19]1953년 DNA 구조 발견.Woese는 그 주제에 대한 일련의 논문을 발표했다.한 가지 예로, 그는 각각의 염기쌍 [20]비율을 바탕으로 당시 "용해성 RNA"로 알려진 것과 DNA 사이의 대응 표를 추론했다.이어 바이러스가 세쌍둥이 대신 하나의 염기를 사용해 각 아미노산을 부호화한다는 가설과 관련된 실험 데이터를 재평가하고 18개의 코돈을 제안해 프롤린에 [13][21]대해 정확히 예측했다.다른 연구들은 단백질 번역의 기계적 기초를 확립했지만, Woese의 관점에 따르면, 유전자 코드의 진화적 기원을 [19]후술적으로 간과했다.

1962년, Woese는 유전자 발현과 유전자 [13]조절의 분자 생물학에 대한 집중적인 활동의 중심지인 파리의 파스퇴르 연구소에서 방문 연구원으로 몇 달을 보냈다.파리에 있는 동안 그는 솔 슈피겔만을 만났고, 그는 그의 연구 목표를 듣고 Woese를 일리노이 대학으로 초대했다. 이 방문에서 Spiegelman은 Woese에게 1964년 [13]가을부터 즉시 재임할 수 있는 자리를 제안했다.생물학 연구의 주류를 벗어나서 더 많은 추측적인 연구를 끈기 있게 추구할 수 있는 자유로움으로, Woese는 코돈 할당과 아미노산 배열로의 변환이 어떻게 [13][22]진화했을지 묻으며 유전자 코드를 진화적인 관점에서 고려하기 시작했다.

세 번째 도메인 검출

20세기 동안 원핵생물은 생화학, 형태학, 신진대사에 따라 분류되고 하나의 유기체 그룹으로 간주되었다.매우 영향력 있는 1962년 논문에서, 로저 스타니에와 C. B. 반 니엘은 [23][24]원핵생물을 세포핵이 없는 유기체로 정의하면서 세포 조직을 원핵생물과 진핵생물로 분할하는 것을 처음 확립했다.에두아르 채튼의 일반화에 적응한 스타니에와 반 니엘의 개념은 생물들 사이에서 가장 중요한 구별로 빠르게 받아들여졌다. 그럼에도 불구하고 그들은 박테리아에 [25]대한 자연적인 계통학적 분류를 구축하려는 미생물학자들의 시도에 회의적이었다.하지만,[24][26] 모든 생명체가 조상 앞에서 공통의 원핵생물(그리스어 어근에 의해 암시됨)을 공유한다고 일반적으로 가정하게 되었다.

1977년에 칼 워즈와 조지 E. 폭스는 [27]실험적으로 생명의 나무의 기본 구조에 대한 보편적 가설을 반증했다.Woese와 Fox는 그들이 "Archaebacteria"[5]라고 부르는 미생물 생물을 발견했습니다.그들은 이 고고박테리아가 식물과 [5]동물처럼 박테리아와 구별되는 "제3의 왕국"을 구성했다고 보고했다.고세균을 박테리아도 진핵생물도 아닌 새로운 "우킹덤"(나중에 영역)으로 정의하면서, Woese는 분류학적 나무를 다시 만들었습니다.명백한 형태학적 유사성보다는 계통발생학적 관계에 기초한 그의 3개 영역 체계는 생명을 박테리아, 고고학, 그리고 유카리아라는 [3]세 개의 영역으로 통합되는 23개의 주요 부분으로 나누었다.

Woese 등 rRNA 분석에 기초한 계통수.아래쪽의 세로선은 마지막 범용 공통 조상(LUCA)[3]을 나타냅니다.

Woese의 계통학적으로 유효한 분류의 타당성을 받아들이는 것은 느린 과정이었다.살바도르 루리아와 에른스트 마이어를 포함한 저명한 생물학자들은 그의 원핵생물 [28][29]분할에 반대했다.그에 대한 모든 비판이 과학적 수준에 국한된 것은 아니었다.10년 동안 노동 집약적인 올리고뉴클레오티드 분류는 그에게 "괴짜"라는 평판을 남겼고,[6] Woese는 사이언스지에 실린 뉴스 기사에 의해 "마이크로바이올로지의 흉터 있는 혁명가"라는 별명을 얻게 되었다.점점 [13]더 많은 자료들이 과학계를 1980년대 중반까지 고고학을 받아들이게 했다.오늘날 통일된 원핵생물이라는 개념에 집착하는 과학자는 거의 없다.

Woese의 고고학 연구는 또한 다른 행성에서 생명체를 찾는 것에 대한 함축적 의미도 크다.Woese와 Fox에 의해 발견되기 전에, 과학자들은 Archea가 우리에게 더 친숙한 미생물로부터 진화한 극단적인 유기체라고 생각했다.현재, 대부분의 사람들은 그것들이 고대이며 [30]지구 최초의 유기체와 강력한 진화적 연관성을 가지고 있다고 믿고 있다.극한 환경에 존재하는 고기와 유사한 유기체는 다른 행성에서 발달했을 수 있으며, 그 중 일부는 극친생물에 [31]도움이 되는 항구적 조건이다.

특히, 생명의 나무에 대한 Woese의 설명은 미생물 계통의 압도적인 다양성을 보여준다: 단세포 유기체는 생물권의 유전적, 대사적,[32] 생태적 틈새 다양성의 대부분을 나타낸다.미생물은 많은 생물 지구 화학적 순환과 생물권의 지속적인 기능에 매우 중요하기 때문에, 미생물의 진화와 다양성을 명확히 하려는 Woese의 노력은 생태학자들과 환경 보호론자들에게 매우 귀중한 서비스를 제공했습니다.그것은 진화론과 생명의 [19]역사에 대한 우리의 지식에 큰 기여를 했다.

Woese는 "나의 진화적 관심사는 지구의 45억 년 역사의 대부분을 차지하고 있는 박테리아와 고세균에 집중되어 있다.진화적 척도로 리보솜 RNA 배열을 사용하여 내 실험실은 두 그룹의 계통 발생을 재구성하여 원핵 생물의 계통 발생학적으로 유효한 분류 체계를 제공하였다.고기의 발견은 사실 이 연구들의 산물이었다.[12]

1차 세포 유형의 진화

Woese는 또한 [27][33]유기체 간에 상당한 수평적 유전자 이동이 일어나는 급속한 진화 시대에 대해서도 추측했다.1977년 Woese와 Fox에 의해 처음 기술되고 미생물학자 Jane Gibson과 함께 1980년 논문에서 더 탐구된 이들 유기체 또는 자손은 특정 유전자를 제한한 높은 돌연변이율을 생성하는 오류 발생 가능성이 높은 번역 장치("noisy genetic transmission channel") 때문에 매우 낮은 복잡성을 가진 프로토셀로 상상되었다.세포 상호작용의 진도와 [34][35]게놈의 크기.이 초기 번역 장치는 단일 [27]단백질이 아니라 구조적으로 유사하고 기능적으로 동등한 단백질 그룹을 생산했을 것이다.또한, 이러한 감소된 특이성 때문에 모든 세포 성분이 수평 유전자 전달에 취약했고,[33][36] 생태계 수준에서 급격한 진화가 일어났다.

현대 세포로의 전환은 유기체가 현대 수준의 충실도를 가지고 번역 메커니즘을 진화시켰을 때 일어났다: 향상된 성능으로 세포 조직은 [33]개인의 유전자를 훨씬 덜 대체할 수 있는 복잡성과 연결성의 수준에 도달할 수 있었다.

이후 몇 년 동안, Woese의 연구는 [37]진화에 있어 수평 유전자 이동(HGT)의 중요성을 설명하기 위해 게놈 분석에 집중했다.그는 아미노아실-tRNA 합성효소의 계통 발생과 유기체 [38]간의 주요 효소 분포에 대한 수평 유전자 전달의 영향에 대한 상세한 분석을 연구했다.이 연구의 목적은 RNA 세계의 [12]조상 상태에서 어떻게 1차 세포 유형(고고고, 유박테리아, 진핵생물)이 진화했는지 설명하는 것이었다.

생물학의 관점

Woese는 Current [11]Biology에서 생물학의 과거, 현재, 미래에 대한 생각을 공유했습니다.

21세기 생물학이 직면한 "중요한 질문"은 모두 생물학적 조직의 본질과 생성이라는 하나의 질문에서 비롯된다. 그렇다. 다윈은 돌아왔지만, 이전에 가능했던 것보다 훨씬 더 깊은 생물학의 깊이를 볼 수 있는 과학자들과 함께 있다.그것은 더 이상 진화에 대한 "1만 종의 새들"의 관점이 아니라 형태의 행렬로 보여지는 진화의 관점입니다.이제 관심은 진화 [11]과정 자체에 있다.

나는 오늘날 생물학적 조직이 두 가지 중요한 방향을 취하는 것에 대한 질문을 본다.첫 번째는 (단백질) 세포조직의 진화이며, 번역장치와 유전코드 등의 하위의문제와 세포를 구성하는 세포과정의 미세조정과 정밀하게 상호관련시키는 제어계층의 기원과 성질이다.그것은 또한 오늘날 지구상에 존재하는 다른 기본 세포들의 수에 대한 질문을 포함한다: 모든 현대 세포들은 하나의 조상 세포 [11]조직으로부터 왔는가?

두 번째 주요 방향은 지구 생태계의 본질과 관련되어 있습니다.세균은 지구상의 주요 유기체입니다.수적으로, 총질량으로, 지구 전체의 균형에 있어서 중요합니다.따라서, 그것을 이해하는 데 필요한 사실의 측면과 그것들을 [11]해석하는 틀의 측면 모두에서 가장 개발이 필요한 것은 미생물 생태학이다.

Woese는 생물학이 사회에서 "모든 중요한" 역할을 한다고 생각했다.그의 견해로는 생물학은 "공학적 환경"[11]을 추구하는 것보다 더 넓은 목적을 제공해야 한다.

물리학에서 공식적으로 인정된 것은 이제 생물학에서도 인정될 필요가 있다: 과학은 이중의 기능을 한다.한편으로 사회의 종이며, 사회가 제기하는 응용 문제를 공격하고 있다.반면에, 그것은 사회의 스승 역할을 하며, 후자가 자신의 세계와 자신을 이해하도록 돕는다.오늘날 [11]사실상 누락되어 있는 것은 후자의 기능입니다.

명예와 과학적 유산

Woese는 1984년 맥아더 펠로우였고, 1988년 국립과학아카데미 회원이 되었고, 1992년 Leeuwenhoek 메달(미생물학의 최고 영예)인 Selman A를 받았다. 1995년 국립과학아카데미에서 [39]미생물학상을 수상했으며 2000년에는 국립과학훈장을 수상했습니다.2003년,[40][41] 그는 "세 번째 생명체의 영역을 발견한" 공로로 스웨덴 왕립 과학 아카데미로부터 크레이포드 상을 받았다.그는 2004년 [42]미국철학회 회원으로 선출되었다.2006년, 그는 왕립 [10]협회의 외국인 회원이 되었다.

Pyrococcus woesei,[43] Methanobrevibacter woesei,[44][45] 그리고 Conexibacter woesei와 같은 많은 미생물 종들이 그의 이름을 따서 붙여졌다.

스탠포드 대학의 미생물학자 저스틴 소넨버그는 "1977년 논문은 미생물학에서 가장 영향력 있는 논문 중 하나이며 틀림없이 모든 생물학에서 가장 영향력 있는 논문 중 하나"라고 말했다.그것은 왓슨, 크릭, 다윈의 작품과 어깨를 나란히 하며 미생물 세계의 놀라운 다양성을 위한 진화적 틀을 제공합니다."[19]

Woese의 수평적 유전자 전달에 대한 주요 진화 과정과 관련하여, Norman R. 볼더에 있는 콜로라도 대학의 페이스는 "나는 Woese가 다윈을 포함한 역사상 그 어떤 생물학자보다도 생물학 문서를 위해 더 많은 일을 했다고 생각한다.배울 것이 더 많고, 그는 이 새로운 이야기를 훌륭하게 해석하고 있습니다."[46]

선택한 출판물

책들

  • Woese, Carl (1967). The Genetic Code: the Molecular Basis for Genetic Expression. New York: Harper & Row. OCLC 293697.

선택된 기사

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레퍼런스

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