Joshua Lederberg

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Joshua lederberg ist ein berühmter amerikanischer biologe. Erfahren sie mehr über joshua lederberg bei WordsSideKick.com.

In der Absicht, Ärztin zu werden, schrieb sich Lederberg am Columbia College ein und belegte den vormedizinischen Kurs. Dort lernte er Francis Ryan kennen, dessen Erforschung der biochemischen Genetik des Brotschimmelpilzes Neurospora Lederbergs Interesse an der Zellbiologie und Genetik weiter anregte. Im Jahr 1944, nachdem er sein B.A. Er studierte an der Zoologie mit Auszeichnung und begann sein Studium am College of Physicians and Surgeons der Columbia University, während er seine Forschungen bei Ryan fortsetzte.

Im Sommer 1946, nach zwei Jahren an der medizinischen Fakultät, trat Lederberg im Rahmen eines Forschungsstipendiums des Jane Coffin Childs Fund for Medical Research der Abteilung für Mikrobiologie und Botanik der Yale University bei. Dort wurde er immer mehr vom Studium der Bakteriengenetik fasziniert und gab am Ende des Sommers seinen Plan auf, zur medizinischen Fakultät zurückzukehren. Stattdessen arbeitete er weiter in Yale und arbeitete als Laborassistent bei Tatum, einem Mikrobiologen und Biochemiker.

Bevor er zu Yale kam, war Tatum in Zusammenarbeit mit dem Genetiker Beadle Vorreiter auf dem Gebiet der biochemischen Genetik, der die Art und Weise untersucht, wie genetischer Code, der in Zellen gespeichert ist, die spezifischen körperlichen Merkmale eines Organismus überträgt. Wie Ryan studierte Tatum Neurospora und in Yale Lederberg half er, diese Forschung fortzusetzen. Gleichzeitig begannen sie auch Untersuchungen in anderen verwandten Bereichen.

In diesen Jahren bestand die vorherrschende Theorie darin, dass Bakterien Gene und Kerne fehlten und dass sie sich durch Zellteilung ungeschlechtlich vermehrten, wobei sich die Zelle in zwei Hälften spaltete und die sich ergebenden zwei Zellen jeweils einen vollständigen Satz von Chromosomen enthielten. Um diese Theorie zu testen, verwendeten Lederberg und Tatum die Bakterien Escherichia coli, einen Organismus, der im menschlichen Magen-Darm-Trakt lebt. Ihr Verdacht, dass Bakterien möglicherweise zur sexuellen Fortpflanzung befähigt sind, beruhte auf Tatum's früheren Erkenntnissen mit Beadle bezüglich Neurospora und Lederbergs eigener Forschung mit Ryan in diesem Bereich. Diese Studien hatten gezeigt, dass zwei Pilzorganismen vorübergehend kombinieren oder konjugieren können, um eine "Tochter" -Zelle herzustellen, die genetisches Material aus den beiden Originalorganismen kombiniert.

Durch die Anwendung von Variationen von Techniken, die bereits von Tatum und Beadle entwickelt wurden, fanden Tatum und Lederberg heraus, dass in einigen Stämmen der E. coli-Bakterien tatsächlich eine sexuelle genetische Rekombination stattgefunden hat. Die Konjugation zweier verschiedener Bakterienstämme führte zu einer genetisch rekombinierten Zelle, die sich danach in neue Nachkommenzellen aufteilte, deren genetisches Material von beiden Elternzellen geerbt wurde.

Dieser Beweis, dass bakterielle Fortpflanzung die normalen Befruchtungsprozesse höherer Organismen widerhallte, war ein signifikanter Durchbruch. Das schnelle Wachstum und die einfache Struktur von Bakterien sowie die Tatsache, dass bakterielle Konjugation ein häufiges Vorkommnis war, boten viel neuen Boden für die Genforschung, einschließlich der Möglichkeit einer bakteriellen Genkartierung.

Lederberg blieb in Yale und arbeitete mit Tatum, bis er 1947 Assistenzprofessor für Genetik an der University of Wisconsin wurde. Im folgenden Jahr promovierte er. Abschluss in Yale in Mikrobiologie.

Neben anderen Arbeiten in der mikrobiellen Genetik bewies er die seit langem bestehende Hypothese, dass genetische Mutationen spontan auftreten, und entwickelte ein Laborverfahren, das als Replikationsplattieren bekannt ist, um Mutationen in einer Bakterienspezies zu isolieren. Mit dieser Methode gelang es ihm, Penicillin-resistente Bakterien mit Streptomycin-resistenten Bakterien zu paaren, um einen neuen Stamm herzustellen, der gegen beide Antibiotika resistent ist. Diese Arbeit zeigte, dass es möglich ist, die krankheitserzeugenden Kräfte von Bakterien zu stärken oder zu schwächen, da Lederberg es geschafft hat, einen ursprünglich schwachen Organismus virulenter zu machen und umgekehrt.

Eine von Lederbergs bedeutendsten Errungenschaften in Wisconsin war seine Entdeckung des Phänomens, das er Transduktion nannte. Mit Unterstützung von Norman Zinder, dem damaligen Doktoranden, fand Lederberg, dass Bakteriophagen oder Viren, die Bakterien befallen, das chromosomale Material aus der Zelle eines Bakterienstamms in einen anderen völlig anderen Stamm transportieren können. Dieser Vorgang der Transduktion unterscheidet sich von der Konjugation dahingehend, dass bei der Konjugation die kompletten Chromosomen von einem Bakterien zum anderen übertragen werden. Die Transduktion überträgt nur DNA-Fragmente indirekt über den Virusinfektionsprozess.

Die Transduktion beginnt, wenn ein Virus ein Bakterium infiziert, indem es seine Gene in die Zelle einführt. Die virale DNA weist dann das infizierte Bakterium an, neue Viren herzustellen, die Kopien der ursprünglichen viralen DNA enthalten. Ein Teil der eigenen DNA des Bakteriums kann auch von der nächsten Generation von Viren versehentlich kopiert und verbreitet werden. Wenn die neuen Viren dann wiederum eine andere Gruppe von Bakterien infizieren, wird ein Teil der Bakterien-DNA zusammen mit genetischem Material der zweiten Generation von Viren in diese neu infizierten Zellen eingebaut.

Die Entdeckung der Transduktion signalisierte den wahren Beginn der rekombinanten Genetik, bei der Bakterienzellen durch die absichtliche Einführung ausgewählter Gene in eine Zelle manipuliert oder "manipuliert" werden können. Lederberg leistete Pionierarbeit bei dieser Arbeit, indem er Mikroben und Viren züchtete und kreuzte, um völlig neue und einzigartige Organismenstämme zu schaffen, die wenig Ähnlichkeit mit den ursprünglichen Elternzellen hatten.

Während seiner 12-jährigen Tätigkeit in Wisconsin wurde Lederberg 1950 zum Professor ernannt, 1954 zum Vollprofessor, im Alter von 29 Jahren, und 1957 organisierte er die neue Abteilung für medizinische Genetik der Universität und wurde ihr erster Vorsitzender. Er hatte diese Position bis 1958 inne und wechselte dann im Februar 1959 als Professor für Genetik und Biologie an die Stanford University. Er war für die Entwicklung der neuen Genetikabteilung von Stanford verantwortlich und diente von Beginn an als deren Direktor. 1962 übernahm Lederberg zusätzlich die Rolle des Direktors der Laboratorien für Molekulare Medizin von Joseph P. Kennedy, Jr.. Er blieb bis 1978 in Stanford und war dann bis 1990 Präsident der Rockefeller University in New York City.

Durch den Nachweis, dass es möglich sein könnte, das genetische Material eines jeden Organismus zu verändern, zeigten Lederbergs Arbeiten viele mögliche Anwendungen in der medizinischen und biologischen Forschung. Die Gentechnik ist vielversprechend für die Behandlung zahlreicher Krankheiten, einschließlich Krebs. Mit Genkartierung besteht die Möglichkeit, diejenigen zu identifizieren, bei denen ein Risiko besteht, bestimmte Erkrankungen zu entwickeln und damit entsprechende Behandlungen durch Gentherapie genetisch zu entwickeln oder „Designer-Gene“ zu schaffen. Die Fortschritte in der Mikrobiologie und Genetik versprechen zudem neue Hoffnung bei der Organtransplantation, der Geriatrie Medizin und anderen Bereichen. Aber die Fähigkeit, absichtlich schädliche biologische Substanzen zu entwickeln, ist bereits eine erkannte Gefahr, die Lederberg selbst viel Zeit zum Reden verwendet hat.

Seine Besorgnis über die moralischen Fragen der rekombinanten Genetik und die weitreichenden Auswirkungen einer solchen Technologie haben ihn veranlasst, wissenschaftlicher Berater der Weltgesundheitsorganisation und Berater bei internationalen Verhandlungen zur Kontrolle des Einsatzes biologischer Waffen zu werden. Er hat auch ausführlich über die Auswirkungen eines solchen Bioengineering veröffentlicht und Vorträge gehalten.

Mit dem Aufkommen des US-Weltraumprogramms wurde Lederberg stark auf das Gebiet der Exobiologie aufmerksam, ein Begriff, den er zur Definition des biochemischen Lebens außerhalb der Erde prägte, und fungierte als Berater für die US-amerikanischen Viking-Weltraummissionen auf dem Mars.

Seit 1990 ist Lederberg emeritierter Professor am Labor für molekulare Genetik und Informatik der Rockefeller University und lehrt, forscht und arbeitet in mehreren Beratungsgremien.


Videoergänzungsan: 1999 Morris F. Collen Award: Joshua Lederberg, PhD, FACMI.




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