CARL WOESE: BIOGRAFI, TAKSONOMI, KONTRIBUSI LAIN, KARYA - ARTE - 2025

Carl Woese (1928-2012) adalah seorang ahli mikrobiologi Amerika terkenal yang karyanya merevolusi pemahaman tentang dunia mikroba, serta cara kita memandang hubungan semua kehidupan di Bumi.

Lebih dari peneliti lain, Carl Woese memusatkan perhatian dunia ilmiah pada dunia mikroba dominan yang tidak berwujud. Pekerjaan mereka memungkinkan kami untuk mengetahui dan menganalisis kerajaan yang melampaui bakteri patogen.

Carl Richard Woese adalah seorang ahli mikrobiologi Amerika yang karyanya merevolusi pemahaman tentang dunia mikroba. Sumber: Don Hamerman

Melalui karyanya, Woese mengembangkan pemahaman tentang perkembangan kehidupan; Ini dicapai melalui urutan gen makhluk hidup, dengan demikian menunjukkan bahwa sejarah evolusi dapat ditelusuri kembali ke nenek moyang yang sama.

Selanjutnya, selama penyelidikan ini, Woese menemukan domain kehidupan ketiga yang dikenal sebagai archaea.

Biografi

Carl Richard Woese lahir pada tahun 1928 di Syracuse, New York. Dia belajar matematika dan fisika di Amherst College di Massachusetts dan meraih gelar PhD. dalam biofisika di Universitas Yale pada tahun 1953.

Woese menerima pelatihannya dari para peneliti terkemuka dan pemenang Nobel, seperti instruktur pascasarjana, ahli biofisika Ernest Pollard, yang juga merupakan murid pemenang Hadiah Nobel bidang fisika James Chadwick.

Ketertarikan Woese pada asal muasal kode genetik dan ribosom berkembang saat bekerja sebagai ahli biofisika di Laboratorium Riset General Electric. Kemudian, pada tahun 1964, ahli biologi molekuler Amerika Sol Spiegelman mengundangnya untuk bergabung dengan fakultas di Universitas Illinois, di mana dia tinggal sampai kematiannya (2012).

Sisi Manusia Woese

Menurut rekan dekatnya, Woese sangat berdedikasi pada pekerjaannya dan sangat bertanggung jawab dengan penelitiannya. Namun, banyak yang mengatakan bahwa ahli mikrobiologi bersenang-senang saat melakukan pekerjaannya. Selain itu, teman-teman sekelasnya menggambarkannya sebagai orang yang brilian, banyak akal, jujur, murah hati, dan rendah hati.

Penghargaan dan perbedaan

Selama bertahun-tahun penelitiannya, dia menerima banyak penghargaan dan perbedaan, seperti MacArthur Fellowship. Dia juga anggota Akademi Sains Nasional Amerika Serikat dan Royal Society.

Pada tahun 1992, Woese menerima Medali Leeuwenhoek dari Akademi Seni dan Sains Kerajaan Belanda - yang dianggap sebagai penghargaan tertinggi dalam mikrobiologi - dan pada tahun 2002 ia dianugerahi Medali Sains Nasional Amerika Serikat.

Demikian pula, pada tahun 2003 ia dianugerahi Penghargaan Crafoord dari Royal Swedish Academy of Sciences in Biosciences, hadiah paralel dengan Hadiah Nobel.

Menentukan kemajuan ilmiah untuk visi Woese

Pada tahun 1970-an, biologi mengklasifikasikan makhluk hidup menjadi lima kerajaan besar: tumbuhan, hewan, jamur, prokariota (atau bakteri), sel sederhana tanpa struktur internal, dan eukariota yang memiliki inti dan komponen lain di dalam selnya. .

Namun, kemajuan dalam biologi molekuler memungkinkan Woese untuk melihat secara berbeda dasar-dasar kehidupan di Bumi. Dengan cara ini, dia menunjukkan bahwa kehidupan di masing-masing dari lima kerajaan memiliki basis yang sama, serta biokimia yang sama dan kode genetik yang sama.

Kode genetik

Setelah ditemukannya asam nukleat, Asam Deoksiribonukleat (DNA) dan Asam Ribonukleat (RNA), telah ditentukan bahwa kode genetik disimpan dalam kedua makromolekul tersebut. Karakteristik penting DNA dan RNA adalah bahwa mereka terdiri dari pengulangan molekul yang lebih kecil yang dikenal sebagai nukleotida.

Berkat ini, dimungkinkan untuk menetapkan bahwa keanekaragaman hayati yang besar disebabkan oleh perbedaan komponen nukleotida kedua molekul ini.

Dalam hal ini, kontribusi Woese tentang bagaimana memahami dan menentukan struktur RNA sangat penting. Setelah melakukan penyelidikan ini, Woese menjadi tertarik secara khusus pada studi evolusi kode genetik.

Taksonomi molekuler

Carl Woese mempelajari satu set informasi genetik tertentu yang ditemukan dalam apa yang disebut 16s mitokondria RNA. Urutan genetik RNA ini memiliki kekhasan yang muncul dalam genom semua makhluk hidup dan sangat kekal, yang berarti bahwa ia telah berevolusi secara perlahan dan dapat digunakan untuk melacak perubahan evolusioner untuk waktu yang lama.

Untuk mempelajari RNA, Woese menggunakan teknologi sekuensing asam nukleat, yang masih sangat primitif selama tahun 1970-an. Dia membandingkan urutan RNA ribosom (rRNA) dari berbagai organisme, terutama bakteri dan mikroorganisme lainnya.

Kemudian, pada tahun 1977, bersama dengan George Fox, dia menerbitkan pohon kehidupan filogenetik berbasis ilmiah. Ini adalah peta yang mengungkapkan organisasi kehidupan berskala besar dan jalannya evolusi.

Tiga domain

Model evolusi yang digunakan sebelum karya Woese menunjukkan bahwa makhluk hidup diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar: prokariota dan eukariota. Lebih lanjut, dia menunjukkan bahwa prokariota memunculkan eukariota yang lebih modern.

Namun, Woese mengurutkan dan membandingkan gen rRNA dari makhluk hidup yang berbeda dan menemukan bahwa semakin besar variasi dalam urutan gen dua organisme, semakin besar divergensi evolusionernya.

Penemuan ini memungkinkannya untuk mengusulkan tiga garis evolusi, yang disebut domain: Bakteri dan Archaea (mewakili sel prokariotik, tanpa inti), dan Eukarya (sel eukariotik, dengan nukleus).

Archaea mewakili sel prokariotik, yaitu tanpa inti. Sumber: Kaden 11a

Dengan cara ini, Woese menetapkan bahwa konsep prokariota tidak memiliki pembenaran filogenetik dan eukariota tidak berasal dari bakteri, tetapi merupakan kelompok saudara dari archaea.

Pohon filogenetik kehidupan

Tiga domain diwakili dalam pohon filogenetik, di mana perbedaan evolusioner ditampilkan. Dalam pohon ini, jarak antara dua spesies - yang digambar di sepanjang garis yang menghubungkan mereka - sebanding dengan perbedaan rRNA mereka.

Demikian pula, mereka yang terpisah jauh di pohon adalah kerabat yang lebih jauh, dan dengan menggabungkan sejumlah besar data, dimungkinkan untuk memperkirakan hubungan antar spesies dan menentukan kapan satu garis menyimpang dari yang lain.

Kontribusi lainnya

Karya dan temuan Woese berdampak besar pada cara memahami perkembangan ekologi mikroba bumi dan tubuh manusia; bahkan di luar wilayah kekuasaan terestrial.

Kontribusi pada ekologi Bumi

Ekosistem mikroba adalah dasar dari biosfer Bumi, dan sebelum kerangka kerja filogenetik berbasis urutan Woese dikembangkan, tidak ada cara yang berarti untuk menilai hubungan mikroba yang membentuk alam.

Penemuan Woese menunjukkan bahwa semua kehidupan di Bumi berasal dari nenek moyang yang ada 3,8 miliar tahun yang lalu, dengan elemen kunci dari sel modern sudah terbentuk.

Dengan cara ini, disiplin ekologi mikroba didorong dari keadaan sekarat ke salah satu bidang biologi yang paling dinamis dengan konsekuensi penting untuk pengobatan, seperti yang ditunjukkan oleh Proyek Mikrobioma Manusia.

Proyek Mikrobioma Manusia

Proyek Mikrobioma Manusia diusulkan pada tahun 2008 oleh Institut Kesehatan Nasional Amerika Serikat (NIH), dengan temuan Woese menjadi dasar fundamental dari proyek ini.

Tujuan utama dari inisiatif besar ini adalah untuk mengidentifikasi dan mengkarakterisasi komunitas mikroba yang ada dalam tubuh manusia dan mencari korelasi antara dinamika populasi mikroba, kesehatan manusia dan penyakit.

Eksobiologi

Eksobiologi mencoba merekonstruksi sejarah proses dan peristiwa yang terlibat dalam transformasi unsur biogenik, dari asal-usulnya dalam nukleosintesis hingga partisipasi mereka dalam evolusi Darwin di tata surya.

Akibatnya, eksobiologi membahas aspek dasar biologi melalui studi tentang kehidupan di luar Bumi. Teori umum kemudian muncul tentang evolusi sistem kehidupan dari benda mati.

Konsep Woese dimasukkan oleh NASA ke dalam program eksobiologinya dan ke dalam filosofi programnya untuk misi yang diluncurkan ke Mars untuk mencari tanda-tanda kehidupan pada tahun 1975.

Karya utama

Karya-karyanya yang paling penting tercantum di bawah ini:

- Evolusi kompleksitas makromolekul (1971), di mana model terpadu untuk evolusi kompleksitas makromolekul disajikan.

- Evolusi bakteri (1987). Karya ini merupakan gambaran sejarah tentang bagaimana hubungan mikrobiologi dan evolusi mulai mengubah konsep tentang asal usul spesies di Bumi.

- Leluhur universal (1998). Ini menggambarkan nenek moyang universal sebagai komunitas beragam sel yang bertahan dan berkembang sebagai unit biologis.

- Menafsirkan pohon filogenetik universal (2000). Karya ini mengacu pada bagaimana pohon filogenetik universal tidak hanya mencakup semua kehidupan yang ada, tetapi akarnya mewakili proses evolusi sebelum kemunculan jenis sel saat ini.

- Tentang evolusi sel (2002). Dalam karya ini, Woese menyajikan teori evolusi organisasi sel.

- Biologi baru untuk abad baru (2004). Ini adalah eksposisi tentang perlunya perubahan dalam pendekatan biologi dalam terang penemuan baru dunia kehidupan.

- Evolusi kolektif dan kode genetik (2006). Mempresentasikan teori dinamis untuk evolusi kode genetik.

Referensi

1. Woese C, Fox GE. (1977). Struktur filogenetik dari domain prokariotik: kerajaan primer. Diperoleh pada 11 November dari: ncbi.nlm.nih.gov
2. Woese C. (2004). Biologi baru untuk abad baru. Tinjauan mikrobiologi dan biologi molekuler. Diperoleh pada 12 November dari: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young, dan akar astrobiologi. Diperoleh pada 13 November dari: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfeld, N., Pace, N. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). Diperoleh pada 13 November dari: science.sciencemag.org
5. Proyek Mikrobioma Manusia, HMP. Diperoleh pada 13 November dari: hmpdacc.org.
6. Dick S, Strick J. (2004). Alam semesta hidup: NASA dan perkembangan astrobiologi. Diperoleh pada 12 November dari: Google Cendekia
7. Klein H. (1974). Eksperimen deteksi kehidupan otomatis untuk misi Viking ke Mars. Diperoleh pada 12 November dari: nlm.nih.gov