Biographie de Carl Woese, taxonomie, contributions, œuvres

Carl Woese (1928-2012) était un microbiologiste américain renommé dont les œuvres ont révolutionné la compréhension du monde microbien, ainsi que la manière de percevoir les relations à vie sur Terre.

Plus que tout autre chercheur, Carl Woese a concentré l'attention du monde scientifique dans un monde microbien intangible mais dominant. Ses œuvres ont permis de connaître et d'analyser un royaume qui s'étend bien au-delà des bactéries pathogènes.

Carl Richard Woese était un microbiologiste américain dont les œuvres ont révolutionné la compréhension du monde microbien. Source: Don Hamerman [domaine public]

Grâce à son travail, Woese a développé une compréhension du développement de la vie; Cela a été réalisé par la séquence des gènes des êtres vivants, montrant ainsi que l'histoire évolutive peut être tracée jusqu'à atteindre un ancêtre commun.

De plus, au cours de cette enquête, Woese a découvert le troisième domaine de la vie connu sous le nom de Archaeas.

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Biographie

Carl Richard Woese est né en 1928 à Syracuse, New York. Il a étudié les mathématiques et la physique au Amherst College du Massachusetts et a obtenu un doctorat. En biophysique à l'Université de Yale en 1953.

Woese a reçu sa formation de chercheurs importants et de prix Nobel, comme sa biophysique de l'instructeur de troisième cycle Ernest Pollard, qui à son tour était un étudiant du prix Nobel de physique James Chadwick.

L'intérêt de Woese pour l'origine du code génétique et les ribosomes développés tout en travaillant comme biophysicien dans le laboratoire de recherche électrique générale. Plus tard, en 1964, le biologiste moléculaire américain Sol Spiegelman l'a invité à rejoindre la faculté de l'Université de l'Illinois, où il est resté jusqu'à sa mort (2012).

Carl Woese (à gauche), Ralph Wolfe et Otto Kandler (à droite), 1981. Source: Maya Kandler [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Le côté humain de Woese

Selon ses collègues à proximité, Woese s'est profondément consacré à son travail et a été très responsable de ses enquêtes. Cependant, beaucoup affirment que le microbiologiste s'est amusé pendant l'exécution de ses œuvres. De plus, ses compagnons l'ont décrit comme une personne brillante, ingénieuse, honnête, généreuse et humble.

Récompenses et distinctions

Tout au long de ses années de recherche, il a reçu de nombreux prix et distinctions, comme la bourse MacArthur. Il était également membre de la National Academy of Sciences of the United States and Royal Society.

En 1992, Woese a reçu la médaille Leeuwenhoek de la Royal Dutch Academy of Arts and Sciences - le plus haut prix de microbiologie - et en 2002, il a remporté la Médaille nationale des sciences des États-Unis.

De même, en 2003, il a reçu le prix Cóford de la Royal Academy of Sciences of Suède à BioCiencias, un prix parallèle au prix Nobel.

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Déterminer les avancées scientifiques pour la vision de Woese

Dans les années 1970, la biologie a classé les êtres vivants dans cinq grands royaumes: plantes, animaux, champignons, procaryotes (ou bactéries), cellules simples sans structure interne et eucaryotes qui ont un noyau et d'autres composants dans leurs cellules.

Cependant, les progrès de la biologie moléculaire ont permis à Woese d'établir un aspect différent des fondements de la vie sur Terre.  De cette façon, il a souligné que la vie dans chacun des cinq royaumes a la même base, ainsi que la même biochimie et le même code génétique.

Le code génétique

Après la découverte d'acides nucléiques, d'acide désoxyribonucléique (ADN) et d'acide ribonucléique (ARN), il a été déterminé que le code génétique est stocké dans ces deux macromolécules. Une caractéristique essentielle de l'ADN et de l'ARN est qu'ils sont formés par des répétitions de plus petites molécules appelées nucléotides.

Grâce à cela, il a été possible d'établir que la grande diversité de la vie est due aux différences dans les composantes des nucléotides de ces deux molécules.

À cet égard, les contributions de Woese sur la façon de comprendre et de déterminer la structure de l'ARN étaient essentielles. Après avoir mené ces enquêtes, Woese était spécialement intéressé par l'étude de l'évolution du code génétique.

Taxonomie moléculaire

Carl Woese a étudié un ensemble particulier d'informations génétiques trouvées dans l'appel ARN mitochondrial 16S. La séquence génétique de cet ARN a la particularité qu'il apparaît dans les génomes de tous les êtres vivants et est très préservé, ce qui signifie qu'il a évolué lentement et peut être utilisé pour suivre les changements évolutifs pendant longtemps.

Pour étudier l'ARN, Woese a utilisé la technologie de séquençage de l'acide nucléique, qui était encore très primitive pendant les années 70. A comparé les séquences d'ARN ribosomal (ARN) de divers organismes, principalement des bactéries et d'autres micro-organismes.

Par la suite, en 1977, il a publié avec George Fox le premier arbre de vie phylogénétique avec une base scientifique. Ceci est une carte qui révèle la grande organisation de vie à l'échelle et le cours de l'évolution.

Les trois domaines

Le modèle d'évolution qui a été utilisé avant les œuvres de Woese a indiqué que les êtres vivants étaient classés en deux grands groupes de procaryotes et d'eucaryotes. De plus, il a souligné que les procaryotes ont donné naissance à des eucaryotes plus modernes.

Cependant, Woese a séquencé et comparé les gènes RNR de différents êtres vivants et a constaté que plus la variation de la séquence de gènes de deux organismes est grande, plus sa divergence évolutive est grande.

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Ces résultats lui ont permis de proposer les trois lignes évolutives, appelées domaines: Bactéries et Archaea (qui représentent les cellules procaryotes, c'est-à-dire sans noyau), et Eukarya (cellules eucaryotes, avec noyau).

Les archaeas sont des cellules procaryotes, c'est-à-dire sans noyau

De cette façon, Woese a établi que le concept de procaryotes n'avait pas de justification phylogénétique et que les eucaryotes ne provenaient pas des bactéries, mais qu'ils sont un groupe de frère des arches.

L'arbre phylogénétique de la vie

Les trois domaines étaient représentés dans un arbre phylogénétique, où des différences évolutives sont montrées. Dans cet arbre, la distance entre deux espèces - entraînée le long des lignes qui les relient - est proportionnelle à la différence de leur ARN.

De même, ceux qui sont largement séparés dans l'arbre sont des parents plus éloignés et, en combinant une grande quantité de données, il est possible d'estimer les relations entre les espèces et de déterminer quand une ligne divergeait d'une autre.

Autres contributions de Woese

Les œuvres et les conclusions de Woese ont profondément frappé la façon de connaître le développement de l'écologie microbienne de la terre et du corps humain; Même en dehors des domaines terrestres.

Contributions à l'écologie de la Terre

Les écosystèmes microbiens sont à la base de la biosphère terrestre et avant que le cadre phylogénétique basé sur les séquences Woese ne soit développé, il n'y avait pas de moyen significatif d'évaluer les relations des microbes qui composent le monde naturel.

La découverte de Woese a montré que toute vie sur terre descend d'un état ancestral qui existait 3 3.8 milliards d'années, avec les éléments clés déjà établis à partir de la cellule moderne.

De cette façon, la discipline de l'écologie microbienne a été chassée d'un état mourant à l'un des domaines de biologie les plus dynamiques avec des ramifications importantes pour la médecine, comme en témoigne le projet de microbiome humain.

Projet de microbiome humain

Le projet de microbiome humain a été proposé en 2008 par l'Institut national de la santé des États-Unis (NIH), étant la base fondamentale de ce projet les conclusions de Woese.

L'objectif principal de cette grande initiative est d'identifier et de caractériser les communautés microbiennes présentes dans le corps humain et de rechercher des corrélations entre la dynamique des populations microbiennes, la santé et les maladies humaines.

Exobiologie

L'exobiologie essaie de reconstruire l'histoire des processus et des événements impliqués dans les transformations des éléments biogéniques, de ses origines dans la nucléosynthèse à leur participation à l'évolution darwinienne dans le système solaire.

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Par conséquent, l'exobiologie aborde les aspects fondamentaux de la biologie à travers une étude de la vie en dehors de la terre. Une théorie générale pour l'évolution des systèmes vivants à partir de la matière inanimée vient alors.

Les concepts de Woese ont été incorporés par la NASA dans leur ex -objustur et dans les philosophies de leurs programmes de missions qui ont lancé Mars pour rechercher des signes de vie en 1975.

Œuvres principales

Ensuite, leurs œuvres les plus importantes sont répertoriées:

- Évolution de la complexité macromoléculaire (1971), où un modèle unifié est présenté pour l'évolution de la complexité macromoléculaire.

- Évolution bactérienne (1987). Ce travail est une description historique de la façon dont la relation entre la microbiologie et l'évolution commence à changer les concepts de l'origine des espèces sur Terre.

- L'ancêtre universel (1998). Décrit l'ancêtre universel comme une communauté diversifiée de cellules qui survivent et évolue comme une unité biologique.

- Interprétation de l'arbre phylogénétique universel (2000). Ce travail fait référence à la façon dont l'arbre phylogénétique universel couvre non seulement toute la vie existante, mais sa racine représente le processus évolutif avant l'émergence de types de cellules actuelles.

- Sur l'évolution des cellules (2002). Dans ce travail, Woese présente une théorie pour l'évolution de l'organisation cellulaire.

- Une nouvelle biologie pour un nouveau siècle (2004). C'est une approche du besoin de changement dans les approches de la biologie à la lumière des nouvelles découvertes du monde vivant.

- Évolution collective et code génétique (2006). Présente une théorie dynamique pour l'évolution du code génétique.

Les références

1. Woese C, Fox GE. (1977). Structure phylogénétique du domaine procaryototique: les royaumes primaires. Récupéré le 11 novembre, NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
2. Woese c. (2004). Une nouvelle biologie pour un nouveau siècle. Revues de microbiologie et de biologie moléculaire. Récupéré le 12 novembre, NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young et les racines de l'astrobiologie. Récupéré le 13 novembre, NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
4. Goldenfeld, n., Rythme, n. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Récupéré le 13 novembre: Science.Science.org
5. Projet de microbiome humain, HMP. Récupéré le 13 novembre, HMPDACC.org.
6. Dick S, bâton J. (2004). L'univers vivant: la NASA et le développement de l'astrobiologie. Récupéré le 12 novembre: Google Scholar
7. Klein h. (1974). AutomatiqueExpériences de détention de vie omergés pour la mission Viking à Mars. Récupéré le 12 novembre, NLM.NIH.Gouvernement