Bassler er professor ved Princeton University og en Howard Hughes Medical Institute Investigator, Michael R. Silverman er emeritusprofessor ved Agouron Institute i La Jolla.
De to forskere er beæret for deres banebrydende opdagelser vedrørende bakteriel "kvorumfølelse", som refererer til sofistikerede systemer til celle-til-celle kommunikation, som bakterier bruger til at koordinere gruppeadfærd.
Prisoverrækkelsen i St. Paul's Church, som traditionelt afholdes den 14. marts, Paul Ehrlich fødselsdag, er udsat på grund af Corona -pandemien. I stedet, Bassler og Silverman modtager prisen ved ceremonien i 2022.
"Silverman og Bassler har vist, at som for flercellede organismer, kollektiv adfærd er reglen blandt bakterier, frem for undtagelsen, "skrev Det Videnskabelige Råd ved at underbygge sin beslutning." Bakterier taler med hinanden, de aflytter andre bakterier, og de kan endda gå sammen. Men:Denne allestedsnærværende chitchat, hvis molekylære grundlag blev opdaget af Bassler og Silverman, repræsenterer også en tidligere ikke værdsat akilleshæl til bekæmpelse af skadelige mikrober. I stedet for at dræbe bakterier med antibiotika, der kan udvikles stoffer, der forstyrrer bakteriel kommunikation, hvilket effektivt reducerer deres kollektive egnethed. Prisvindernes forskning har således en betydelig relevans for medicin ".
Bakterier er ekstremt kommunikative. De sender og modtager kemiske beskeder for at finde ud af, om de er alene, eller om yderligere medlemmer af deres eller andre arter er til stede i vicinalsamfundet. For at foretage en optælling af celletal, bakterier producerer og frigiver kemiske signalmolekyler, der akkumuleres i takt med stigende celletal.
Når et tærskelniveau for det kemiske signal opnås, bakterierne opdager dets tilstedeværelse. Som svar på det, i kor, bakterier udfører adfærd, der kun er produktiv, når gruppen udfører det synkront, men ikke når den vedtages af en enkelt bakterie, der virker isoleret. Denne kemiske kommunikationsproces kaldes quorum sensing, og den kontrollerer hundredvis af kollektive aktiviteter på tværs af bakterieriget.
I 1980'erne, Silverman opdagede det første kvorumfølende kredsløb i den bioluminescerende marine bakterie Vibrio fischeri. Han identificerede gener og proteiner, der muliggjorde produktion og påvisning af det ekstracellulære signalmolekyle.
Han definerede, hvordan komponenterne fungerede til at fremme kollektiv adfærd. I tilfælde af Vibrio fischeri, gruppeadfærd er produktionen af blågrøn bioluminescens.
I dag, vi ved, at kvorumfølelse er normen i bakterieverdenen. Ja, der er tusindvis af bakteriearter, der besidder gener, der er næsten identiske med dem, som Silverman opdagede. I alle disse tilfælde, disse komponenter tillader bakterier at deltage i gruppeadfærd.
I begyndelsen af 1990'erne, Bonnie Bassler beviste, at bakterier var "flersprogede", og at de talte med flere kemiske signalmolekyler. Et kommunikationsmolekyle, som Bassler opdagede og navngav autoinducer-2, gør det muligt for bakterier at kommunikere på tværs af artsgrænser.
Hun fortsatte med at demonstrere, at bakterier bruger kvorum-sensing-medieret kommunikation til at differentiere sig selv fra andre, viser, at et sofistikeret træk menes at være højere organismeres formål, faktisk, udviklet sig i bakterier for milliarder af år siden.
I de seneste år, Bassler har vist, at kvorumfølelse overskrider rigets grænser som vira og værtsceller, herunder menneskelige celler, deltage i denne allestedsnærværende chit-chat.
Hun og andre forskere demonstrerede også, at patogene bakterier er afhængige af, at kvorumfornemmelse er virulent. Bassler udviklede anti-kvorumfølende strategier, der, i dyremodeller, standse infektion fra bakterielle patogener af global betydning.
Den fulde betydning af de to vinderes opdagelser for mikrobiologi og medicin er først for nylig blevet anerkendt. Årtier med omhyggeligt og omhyggeligt arbejde, viste, at stort set alle bakterier mestrer kunsten med celle-til-celle kommunikation. Det, der begyndte med arbejdet med Vibrio fischeri og Vibro harveyi, førte til en grundlæggende ændring i perspektiv inden for bakteriologi, og åbner nu op for nye og hidtil usete muligheder for håndtering af antibiotikaresistens ".
Thomas Boehm, Professor og direktør, Formand for Det Videnskabelige Råd, Max Planck Institute for Immunobiology and Epigenetic
Kort biografi Professor Dr. Bonnie L. Bassler Ph.D. (58).
Bonnie Bassler er mikrobiolog. Hun studerede biokemi ved University of California i Davis og modtog sin ph.d. fra Johns Hopkins University i Baltimore. Hun sluttede sig til laboratoriet hos Michael Silverman ved Agouron Institute i La Jolla som postdoktor i 1990.
Hun har været på Princeton University siden 1994. Bonnie Bassler er medlem af National Academy of Sciences, National Academy of Medicine, og Royal Society. Hun er forsker ved Howard Hughes Medical Institute og Squibb -professor og formand for Institut for Molekylær Biologi ved Princeton University. Præsident Obama udnævnte hende til en seksårig periode i United States National Science Board. Hun har modtaget mere end tyve prestigefyldte nationale og internationale priser.
Kort biografi Professor Michael R. Silverman, Ph.d. (77).
Michael Silverman er mikrobiolog. Han studerede kemi og bakteriologi ved University of Nebraska i Lincoln og modtog sin ph.d. i 1972 fra University of California i San Diego. I perioden fra 1972-1982, Silverman bidrog med afgørende betydning for forståelsen af bakteriel motilitet og kemotaksi. Fra 1982 til hans pensionering, han arbejdede på Agouron Institute i La Jolla, hvoraf han er medstifter.
Paul Ehrlich og Ludwig Darmstaedter -prisen uddeles traditionelt på Paul Ehrlichs fødselsdag, 14. marts i Paulskirche, Frankfurt. Det ærer forskere, der har ydet betydelige bidrag inden for Paul Ehrlichs forskningsområde, især immunologi, kræftforskning, mikrobiologi, og kemoterapi.
Prisen, som er blevet tildelt siden 1952, er finansieret af det tyske forbundsministerium for sundhed, staten Hessen, den tyske sammenslutning af forskningsbaseret farmaceutisk virksomhed vfa e.V. og særligt øremærkede donationer fra følgende virksomheder, fonde og organisationer:Else Kröner-Fresenius-Stiftung, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, C.H. Boehringer Pharma GmbH &Co.
KG, Biotest AG, Hans und Wolfgang Schleussner-Stiftung, Fresenius SE &Co. KGaA, F. Hoffmann-LaRoche Ltd., Grünenthal GmbH, Janssen-Cilag GmbH, Merck KGaA, Bayer AG, Holtzbrinck Publishing Group, AbbVie Deutschland GmbH &Co. KG, die Baden-Württembergische Bank, B. Metzler seel. Sohn &Co. og Goethe-Universität. Prisvinderne udvælges af det videnskabelige råd i Paul Ehrlich Foundation.
Paul Ehrlich Foundation er et juridisk afhængigt fundament, der forvaltes i en fortrolig egenskab af sammenslutningen af venner og sponsorer ved Goethe -universitetet, Frankfurt. Fondens æresformand, som blev etableret af Hedwig Ehrlich i 1929, er professor Dr. Katja Becker, formand for den tyske forskningsfond, der også udpeger de valgte medlemmer af Det Videnskabelige Råd og bestyrelsen.
Formanden for Det Videnskabelige Råd er professor Thomas Boehm, Direktør ved Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics i Freiburg, formanden for bestyrelsen er professor dr. Jochen Maas, Leder af forskning og udvikling og medlem af bestyrelsen, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. Professor Wilhelm Bender, i sin funktion som formand for sammenslutningen af venner og sponsorer ved Goethe -universitetet, er medlem af Det Videnskabelige Råd. Præsidenten for Goethe Universitet er samtidig medlem af bestyrelsen.
Bakterier kommunikerer med hinanden og koordinerer adfærd for at opnå bedrifter, der ikke kunne opnås ved, at en enkelt bakterie handler alene. Selv vira inficerer bakterieceller og celler fra højere organismer, herunder menneskelige celler, tune ind på denne allestedsnærværende bakterielle chit-chat. Manipulering af denne polyfoni giver nye muligheder for at forsvare os mod bakterielle patogener ved at forstyrre deres celle-til-celle kommunikationskapacitet.
Hvordan informerer en individuel bakterie sig selv og reagerer hensigtsmæssigt på et overfyldt og mangfoldigt samfund? Er der andre bakteriearter i nærheden? Hvis så, er de ven eller fjende? Hvad med organismer fra andre domæner som vira og mennesker?
Bakterie, jordens ældste levende organismer, indsamle oplysninger om kvarteret for at finde ud af, om det giver mening at deltage i kollektive aktiviteter eller ej. Ved at gøre sådan, grupper af bakterier høster fordele, der ikke er mulige for en enkelt bakterie, der virker isoleret.
For at opnå denne bedrift, bakterier bruger kemisk kommunikation, en proces kaldet kvorumfølelse, som informerer dem om antallet og identiteten af andre organismer i nærheden.
Årets Paul Ehrlich og Ludwig Darmstaedter-pris hædrer to amerikanske forskere for deres opdagelse af det molekylære grundlag for bakteriel celle-til-celle kommunikation:Professor Michael R. Silverman Ph.D., Emeritus fra Agouron Institute i La Jolla CA, og professor Bonnie L. Bassler Ph.D. ved Princeton University og Howard Hughes Medical Institute.
Før opdagelsen af celle-til-celle kommunikation i bakterier, disse gamle enkeltcelleorganismer blev betragtet som ensomme, hvis primitive livsstil primært bestod i at dele og sprede deres afkom.
Evnen til at kommunikere med deres egen slags, andre bakteriearter, vira, og værtsorganismer var ufattelige. I dag, takket være Silverman og Basslers banebrydende forskning, vi ved, at sådanne sofistikerede kommunikationsevner er normen i bakterieverdenen.
Opdagelserne begyndte i 1970'erne med en observation foretaget af den afdøde amerikanske videnskabsmand Woody Hastings. Han viste, at den bioluminescerende marine bakterie Vibrio fischeri kun lyser i mørket, når den er vokset til en bestemt celletæthed.
Men hvordan vidste Vibrio fischeri, hvornår man skulle producere lys, og hvornår man skulle forblive mørk? Hastings og hans mentees viste, at Vibrio fischeri producerer og frigiver et molekyle, at holdet kaldte en "autoinducer", der ophobes i miljøet, når bakterierne stiger i celletal. Når autoinduceren når et tærskelniveau, det advarer Vibrio fischeri -bakterierne om, at de har naboer i nærheden, og i kor, alle bakterier tænder lys.
Den molekylære mekanisme, der ligger til grund for den synkrone lysproduktion af Vibrio fischeri, forblev mystisk, indtil Michael Silverman, sammen med sin kandidatstuderende JoAnne Engebrecht, blev fascineret af muligheden for kollektiv adfærd hos bakterier.
De begrundede, at ved hjælp af molekylære genetiske teknikker, de kunne rekonstruere Vibrio fischeri bioluminescens -systemet i laboratoriet Escherichia coli og identificere gener og proteiner, der kontrollerer lysproduktion. Vigtigt, denne strategi afslørede det enzym, der kræves for at fremstille autoinducer -molekylet og receptorproteinet, hvis opgave er at overvåge autoinducer -opbygningen, og som svar, igangsætte den befolkningsomfattende produktion af blågrønt lys.
Silvermans forsøg leverede den første molekylære mekanisme bag en bakteriel gruppeadfærd. I dag, der er tusinder af bakteriearter kendt for at besidde gener, der er næsten identiske med dem, som Silverman opdagede. I alle disse tilfælde, disse komponenter tillader bakterierne at deltage i gruppeadfærd. Denne kemiske kommunikationsproces kaldes nu quorum sensing.
Bonnie Bassler sluttede sig til Silvermans laboratorium i 1990 efter at have afsluttet sin doktorgradsforskning. Hun var nysgerrig efter, om der kunne være mere til celle-celle kommunikation end de komponenter, Silverman opdagede i Vibrio fischeri. Bassler iværksatte sine undersøgelser i Silvermans laboratorium med en nær slægtning til Vibrio fischeri, en lysproducerende bakterie ved navn Vibrio harveyi, der var kendt for at have en mere varieret og eksotisk livsstil end Vibrio fischeri.
Bassler og Silverman opdagede, at Vibrio harveyi havde flere kvorumfølende systemer, og at mere end én autoinducer bruges til kommunikation. I hendes selvstændige karriere, Bassler identificerede det nye Vibrio harveyi-molekyle, og hun kaldte det autoinducer-2.
Hun fandt ud af, at autoinducer-2 generelt er fremstillet i bakterieverdenen. Bemærkelsesværdigt, i stedet for at informere bakterier om deres eget celletal, autoinducer-2 informerer dem om celletallet for andre bakteriearter i nærheden.
Dermed, Bassler viste, at bakterier kan tale på tværs af artsgrænser ved hjælp af et universelt sprog, der ligner esperanto. Denne opdagelse afslørede, at ligner celler i højere organismer, bakterier adskiller sig fra andre. Bassler demonstrerede videre, at det er normen for bakterier at være "flersprogede", og de bruger almindeligvis kombinationer af flere autoinducere til at foretage en optælling af sig selv, beslægtede slægtninge, og ikke -slægtninge. Baseret på de oplysninger, de får fra disse kemiske blandinger, og om nabobakterier er allierede eller fjender, bakterier udfører passende en bred vifte af offensiv eller defensiv kollektiv adfærd.
For nylig, Bassler opdagede, at vira aflytter bakteriel kvorumfølelse og menneskelige tarmceller går sammen med mikrobiombakterier, bakteriesamfundet, der naturligt findes i tarmen, at syntetisere endnu et nyt kvorumfølende molekyle, der bruges til at forsvare både det menneskelige og mikrobiomfællesskabet mod invaderende patogener. Dermed, Basslers arbejde har vist, at kvorumfølelse overskrider rigets grænser som vira og højere organismer, herunder menneskelige værter, deltage i disse kemiske samtaler.
Silverman og Basslers arbejde revolutionerede forståelsen af mikrobielle samfund, en banebrydende præstation, hvis grundlæggende relevans nu accepteres efter årtiers ihærdigt arbejde kombineret med fremragende publikationer.
I årtier efter de første opdagelser, man mente, at kvorumfølelse simpelthen var et særegen fænomen, der var begrænset til uklare bioluminescerende bakterier. Imidlertid, hvad der syntes at være en isoleret nysgerrighed viste sig at være universelt i bakterieverdenen.
Den medicinske betydning af disse fund er nu indlysende. Bassler og andre forskere viste, at kvorumfølelse styrer virulens i sygdomsfremkaldende bakterier. Bassler var den første til at lave anti-kvorum-sensing strategier og med succes bruge dem i dyremodeller til at standse infektion med patogener af global relevans.
Sådanne fund tyder på, at det kan være muligt at udvikle helt nye og akut nødvendige antimikrobielle terapier, der forstyrrer kvorumfølelse frem for at dræbe bakterier, ligesom traditionelle antibiotika gør. Derfor, vinderne er ikke kun hædret for deres grundlæggende opdagelser med hensyn til molekylær karakter af celle-til-celle kommunikation af bakterier, men de er også anerkendt for det enorme potentiale i deres forskning i behandling af infektioner forårsaget af bakterier, der er resistente over for konventionelle antibiotika.
Der investeres nu en betydelig indsats for at omsætte disse begreber til praksis. Endelig, kvorumfølende moduleringsstrategier kunne også implementeres for at udnytte fordelagtige bakterielle processer, for eksempel, at forbedre de sunde virkninger af mikrobiombakterier, der opholder sig i den menneskelige tarm eller på huden.
Forskere manipulerer bakteriearter i tarmen ved hjælp af kost
PENTAX Medical hæver $ 125,
Ny forskning identificerer en forbindelse mellem tarmmikrobiomet og slagtilfælde
Spredes coronavirus gennem afføring?
Lungemikrobiom forudsiger sværhedsgraden af COVID-19 sygdom
Hvide blodlegemer og deres rolle i hjernen
Fastfood kan være den største synder i teenage -depression
Hvorfor er depression et så voksende problem blandt teenagere i Amerika? Et svar er den slags mad, de spiser, ifølge en ny undersøgelse af forskere ved University of Alabama i Birmingham. Teenagerde
Sædmikrobiom afsløret med RNA -sekventering
En ny undersøgelse rapporterer den første nogensinde detaljerede beskrivelse af det menneskelige sædmikrobiom, ved hjælp af nyere RNA -sekventeringsteknikker, der er i stand til at skelne mellem sæd -
Pankreatitis
Bugspytkirtlen er lang, flad kirtel, der er bag maven i den øvre del af maven. Dets hovedopgave er at producere enzymer, der hjælper i en persons fordøjelse og hormoner, der hjælper med regelmæssigt b