Bassler is professor aan de Princeton University en onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute, Michael R. Silverman is emeritus hoogleraar van het Agouron Instituut in La Jolla.
De twee onderzoekers worden geëerd voor hun baanbrekende ontdekkingen met betrekking tot bacteriële "quorum sensing", wat verwijst naar geavanceerde systemen van cel-naar-cel communicatie die bacteriën gebruiken om groepsgedrag te coördineren.
De prijsuitreiking in de Sint-Pauluskerk, die traditioneel wordt gehouden op 14 maart, De verjaardag van Paul Ehrlich, is uitgesteld vanwege de coronapandemie. In plaats daarvan, Bassler en Silverman zullen de prijs in ontvangst nemen tijdens de ceremonie in 2022.
"Silverman en Bassler hebben aangetoond dat, wat betreft meercellige organismen, collectief gedrag is de regel onder bacteriën, eerder dan de uitzondering, " schreef de Wetenschappelijke Raad ter onderbouwing van zijn besluit. "Bacteriën praten met elkaar, ze afluisteren andere bacteriën af, en misschien bundelen ze zelfs hun krachten. Maar:dit alomtegenwoordige geklets, waarvan de moleculaire onderbouwing werd ontdekt door Bassler en Silverman, vertegenwoordigt ook een voorheen niet gewaardeerde achilleshiel bij de bestrijding van schadelijke microben. In plaats van bacteriën te doden met antibiotica, Er kunnen stoffen worden ontwikkeld die de bacteriële communicatie verstoren en hun collectieve fitheid effectief verminderen. Het onderzoek van de prijswinnaars heeft dus grote relevantie voor de geneeskunde".
Bacteriën zijn uiterst communicatief. Ze verzenden en ontvangen chemische berichten om erachter te komen of ze alleen zijn of dat er extra leden van hun of andere soort in de buurtgemeenschap aanwezig zijn. Om een telling van celaantallen te nemen, bacteriën produceren en geven chemische signaalmoleculen af die zich ophopen in de pas met toenemende celaantallen.
Wanneer een drempelniveau van het chemische signaal wordt bereikt, de bacteriën detecteren zijn aanwezigheid. Als reactie daarop, gezamelijk, bacteriën voeren gedragingen uit die alleen productief zijn als ze synchroon door de groep worden uitgevoerd, maar niet wanneer het wordt uitgevoerd door een enkele bacterie die afzonderlijk handelt. Dit chemische communicatieproces wordt quorum sensing genoemd en controleert honderden collectieve activiteiten in het bacteriële rijk.
In 1980, Silverman ontdekte het eerste quorum-sensing circuit in de bioluminescente mariene bacterie Vibrio fischeri. Hij identificeerde de genen en eiwitten die de productie en detectie van het extracellulaire signaalmolecuul mogelijk maken.
Hij definieerde hoe de componenten functioneerden om collectief gedrag te bevorderen. In het geval van Vibrio fischeri, groepsbreed gedrag is de productie van blauwgroene bioluminescentie.
Vandaag, we weten dat quorum sensing de norm is in de bacteriële wereld. Inderdaad, er zijn duizenden bacteriesoorten die genen bezitten die bijna identiek zijn aan die ontdekt door Silverman. In al deze gevallen is deze componenten zorgen ervoor dat bacteriën groepsgedrag kunnen vertonen.
In het begin van de jaren negentig, Bonnie Bassler bewees dat bacteriën "meertalig" zijn en dat ze met meerdere chemische signaalmoleculen kunnen communiceren. Een communicatiemolecuul dat Bassler ontdekte en autoinducer-2 noemde, stelt bacteriën in staat om over de grenzen van soorten te communiceren.
Ze toonde verder aan dat bacteriën quorum-sensing-gemedieerde communicatie gebruiken om zichzelf van anderen te onderscheiden, waaruit blijkt dat een verfijnde eigenschap die wordt beschouwd als de bevoegdheid van hogere organismen, in feite, miljarden jaren geleden in bacteriën geëvolueerd.
In recente jaren, Bassler heeft aangetoond dat quorum sensing koninkrijksgrenzen overstijgt als virussen en gastheercellen, inclusief menselijke cellen, deelnemen aan deze alomtegenwoordige chit-chat.
Zij en andere onderzoekers toonden ook aan dat pathogene bacteriën afhankelijk zijn van quorum sensing om virulent te zijn. Bassler ontwikkelde anti-quorumgevoelige strategieën die, in diermodellen, stop infectie van bacteriële pathogenen van wereldwijde betekenis.
De volledige betekenis van de ontdekkingen van de twee laureaten voor microbiologie en geneeskunde is pas onlangs erkend. Decennia van nauwgezet en nauwgezet werk, toonde aan dat in wezen alle bacteriën de kunst van cel-naar-cel communicatie beheersen. Wat begon met het werk aan Vibrio fischeri en Vibro harveyi leidde tot een fundamentele verandering in perspectief in de bacteriologie, en opent nu nieuwe en ongekende mogelijkheden in het omgaan met antibioticaresistentie ".
Thomas Böhm, hoogleraar en directeur, Voorzitter van de Wetenschappelijke Raad, Max Planck Instituut voor Immunobiologie en Epigenetica
Korte biografie Professor Dr. Bonnie L. Bassler Ph.D. (58).
Bonnie Bassler is een microbioloog. Ze studeerde biochemie aan de Universiteit van Californië in Davis en behaalde haar Ph.D. van de Johns Hopkins University in Baltimore. Ze trad in 1990 als postdoctoraal onderzoeker toe tot het laboratorium van Michael Silverman aan het Agouron Institute in La Jolla.
Ze werkt sinds 1994 aan de Princeton University. Bonnie Bassler is lid van de National Academy of Sciences, de Nationale Academie voor Geneeskunde, en de Koninklijke Maatschappij. Ze is onderzoeker aan het Howard Hughes Medical Institute en Squibb Professor en voorzitter van de afdeling Moleculaire Biologie aan de Princeton University. President Obama benoemde haar voor een termijn van zes jaar in de National Science Board van de Verenigde Staten. Ze heeft meer dan twintig prestigieuze nationale en internationale onderscheidingen ontvangen.
Korte biografie Professor Michael R. Silverman, doctoraat (77).
Michael Silverman is een microbioloog. Hij studeerde scheikunde en bacteriologie aan de Universiteit van Nebraska in Lincoln en behaalde zijn Ph.D. in 1972 van de Universiteit van Californië in San Diego. In de periode 1972-1982, Silverman leverde baanbrekende bijdragen aan het begrip van bacteriële motiliteit en chemotaxis. Van 1982 tot aan zijn pensionering, hij werkte bij het Agouron Instituut in La Jolla, waarvan hij medeoprichter is.
De Paul Ehrlich- en Ludwig Darmstaedter-prijs wordt traditioneel uitgereikt op de verjaardag van Paul Ehrlich, 14 maart, in de Paulskirche, Frankfurt. Het eert wetenschappers die een belangrijke bijdrage hebben geleverd in het onderzoeksgebied van Paul Ehrlich, in het bijzonder immunologie, kankeronderzoek, microbiologie, en chemotherapie.
De prijs, die sinds 1952 wordt uitgereikt, wordt gefinancierd door het Duitse federale ministerie van Volksgezondheid, de deelstaat Hessen, de Duitse vereniging van op onderzoek gebaseerd farmaceutisch bedrijf vfa e.V. en speciaal geoormerkte donaties van de volgende bedrijven, stichtingen en organisaties:Else Kröner-Fresenius-Stiftung, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, CH Boehringer Pharma GmbH &Co.
KG, Biotest AG, Hans en Wolfgang Schleussner-Stiftung, Fresenius SE &Co. KGaA, F. Hoffmann-LaRoche Ltd., Grünenthal GmbH, Janssen-Cilag GmbH, Merck KGaA, Bayer AG, Uitgeverij Holtzbrinck, AbbVie Deutschland GmbH &Co. KG, de Baden-Württembergische Bank, B. Metzler See. Sohn &Co. en Goethe-Universität. De prijswinnaars worden geselecteerd door de Wetenschappelijke Raad van de Paul Ehrlich Foundation.
De Paul Ehrlich Foundation is een juridisch afhankelijke stichting die in een fiduciaire hoedanigheid wordt beheerd door de Vereniging van Vrienden en Sponsors van de Goethe-universiteit, Frankfurt. De erevoorzitter van de Stichting, opgericht door Hedwig Ehrlich in 1929, is professor dr. Katja Becker, voorzitter van de Duitse Onderzoeksstichting, die ook de gekozen leden van de Wetenschappelijke Raad en de Raad van Toezicht benoemt.
De voorzitter van de Wetenschappelijke Raad is professor Thomas Boehm, Directeur van het Max Planck Instituut voor Immunobiologie en Epigenetica in Freiburg, de voorzitter van de Raad van Toezicht is prof. dr. Jochen Maas, Hoofd Onderzoek en Ontwikkeling en lid van de raad van bestuur, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. Professor Wilhelm Bender, in zijn functie als voorzitter van de Vereniging van Vrienden en Sponsors van de Goethe-universiteit, is lid van de Wetenschappelijke Raad. De voorzitter van de Goethe-universiteit is tevens lid van de Raad van Toezicht.
Bacteriën communiceren met elkaar en coördineren gedrag om prestaties te bereiken die niet kunnen worden bereikt door een enkele bacterie die alleen handelt. Zelfs virussen die bacteriële cellen en cellen van hogere organismen infecteren, inclusief menselijke cellen, stem af op deze alomtegenwoordige bacteriële chit-chat. Het manipuleren van deze polyfonie biedt nieuwe mogelijkheden om ons te verdedigen tegen bacteriële pathogenen door hun cel-naar-cel communicatiemogelijkheden te verstoren.
Hoe informeert een individuele bacterie zichzelf en reageert hij adequaat op een overvolle en diverse gemeenschap? Zijn er andere bacteriesoorten in de buurt? Als, zijn ze vriend of vijand? Hoe zit het met organismen uit andere domeinen zoals virussen en mensen?
bacteriën, de oudste levende organismen op aarde, informatie over de buurt verzamelen om te bepalen of het zin heeft om deel te nemen aan collectieve activiteiten. Door dit te doen, groepen bacteriën profiteren van voordelen die niet mogelijk zijn voor een enkele bacterie die afzonderlijk werkt.
Om deze prestatie te bereiken, bacteriën gebruiken chemische communicatie, een proces genaamd quorum sensing, die hen informeert over de aantallen en identiteiten van andere organismen in de buurt.
De Paul Ehrlich en Ludwig Darmstaedter Prize dit jaar eert twee Amerikaanse wetenschappers voor hun ontdekking van de moleculaire basis van bacteriële cel-naar-cel communicatie:Professor Michael R. Silverman Ph.D., Emeritus van het Agouron Instituut in La Jolla, CA, en professor Bonnie L. Bassler Ph.D. van Princeton University en het Howard Hughes Medical Institute.
Voorafgaand aan de ontdekking van cel-tot-cel communicatie in bacteriën, deze oude eencellige organismen werden gezien als eenlingen, wiens primitieve levensstijl voornamelijk bestond uit het verdelen en verspreiden van hun nageslacht.
Het vermogen om te communiceren met hun eigen soort, andere bacteriesoorten, virussen, en gastheerorganismen was ondenkbaar. Vandaag, dankzij het baanbrekende onderzoek van Silverman en Bassler, we weten dat dergelijke geavanceerde communicatievaardigheden de norm zijn in de bacteriële wereld.
De ontdekkingen begonnen in de jaren zeventig met een observatie van wijlen de Amerikaanse wetenschapper Woody Hastings. Hij toonde aan dat de bioluminescente mariene bacterie Vibrio fischeri alleen oplicht in het donker als hij is uitgegroeid tot een bepaalde celdichtheid.
Maar hoe wist Vibrio fischeri wanneer hij licht moest produceren en wanneer hij donker moest blijven? Hastings en zijn mentees toonden aan dat Vibrio fischeri een molecuul produceert en afgeeft, dat het team een "autoinducer" noemde, dat zich ophoopt in de omgeving als de bacteriën toenemen in aantal cellen. Wanneer de autoinducer een drempelniveau bereikt, het waarschuwt de Vibrio fischeri-bacteriën dat ze buren in de buurt hebben, en in koor, alle bacteriën doen het licht aan.
Het moleculaire mechanisme dat ten grondslag ligt aan de synchrone productie van licht door Vibrio fischeri bleef mysterieus totdat Michael Silverman, samen met zijn afstudeerstudent JoAnne Engebrecht, raakte gefascineerd door de mogelijkheid van collectief gedrag in bacteriën.
Ze redeneerden dat door gebruik te maken van moleculair genetische technieken, ze konden het Vibrio fischeri-bioluminescentiesysteem in laboratorium Escherichia coli reconstrueren en de genen en eiwitten identificeren die de lichtproductie regelen. Cruciaal, deze strategie onthulde het enzym dat nodig is om het auto-inducermolecuul en het receptoreiwit te maken wiens taak het is om de opbouw van de auto-inducer te volgen, en als antwoord, de bevolkingsbrede productie van blauwgroen licht initiëren.
Het experiment van Silverman leverde het eerste moleculaire mechanisme op dat ten grondslag ligt aan het gedrag van een bacteriële groep. Vandaag, er zijn duizenden bacteriesoorten waarvan bekend is dat ze genen bezitten die bijna identiek zijn aan die ontdekt door Silverman. In al deze gevallen is deze componenten zorgen ervoor dat de bacteriën groepsgedrag kunnen vertonen. Dit chemische communicatieproces wordt nu quorum sensing genoemd.
Bonnie Bassler trad in 1990 in dienst bij Silverman's laboratorium na het voltooien van haar promotieonderzoek. Ze was benieuwd of cel-cel communicatie meer zou kunnen zijn dan de componenten die Silverman ontdekte in Vibrio fischeri. Bassler startte haar onderzoek in Silverman's lab met een naast familielid van Vibrio fischeri, een lichtproducerende bacterie genaamd Vibrio harveyi waarvan bekend was dat hij een meer gevarieerde en exotische levensstijl had dan Vibrio fischeri.
Bassler en Silverman ontdekten dat Vibrio harveyi meerdere quorumdetectiesystemen bezat, en dat er meer dan één autoinducer wordt gebruikt voor communicatie. In haar zelfstandige loopbaan Bassler identificeerde het nieuwe Vibrio harveyi-molecuul en noemde het autoinducer-2.
Ze ontdekte dat autoinducer-2 algemeen wordt gemaakt in de bacteriële wereld. Opmerkelijk, in plaats van bacteriën te informeren over hun eigen celaantallen, autoinducer-2 informeert hen over het celgetal van andere bacteriesoorten in de buurt.
Dus, Bassler toonde aan dat bacteriën over de grenzen van soorten kunnen praten met behulp van een universele taal die verwant is aan het Esperanto. Deze ontdekking onthulde dat, vergelijkbaar met cellen in hogere organismen, bacteriën onderscheiden zichzelf van anderen. Bassler toonde verder aan dat het de norm is voor bacteriën om "meertalig" te zijn en ze gebruiken vaak combinaties van verschillende auto-inductoren om een telling van zichzelf uit te voeren, verwante verwanten, en niet-verwanten. Op basis van de informatie die ze uit deze chemische mengsels halen, en of naburige bacteriën bondgenoten of vijanden zijn, bacteriën voeren op gepaste wijze een breed scala aan offensief of defensief collectief gedrag uit.
Recenter, Bassler ontdekte dat virussen de bacteriële quorumdetectie afluisteren en dat menselijke darmcellen samenwerken met microbioombacteriën. de gemeenschap van bacteriën die van nature in de darm verblijft, om nog een nieuwe quorumgevoelige molecule te synthetiseren die wordt gebruikt om zowel de menselijke als de microbioomgemeenschap te beschermen tegen binnendringende pathogenen. Dus, Basslers werk heeft aangetoond dat quorum sensing koninkrijksgrenzen overstijgt als virussen en hogere organismen, inclusief menselijke gastheren, deelnemen aan deze chemische gesprekken.
Het werk van Silverman en Bassler zorgde voor een revolutie in het begrip van microbiële gemeenschappen, een baanbrekende prestatie waarvan de fundamentele relevantie nu wordt geaccepteerd na decennia van volhardend werk in combinatie met uitstekende publicaties.
Decennia na de eerste ontdekkingen, men dacht dat quorum sensing gewoon een idiosyncratisch fenomeen was dat beperkt was tot obscure bioluminescente bacteriën. Echter, wat een geïsoleerde curiositeit leek, bleek universeel te zijn in de bacteriële wereld.
Het medische belang van deze bevindingen is nu duidelijk. Bassler en andere onderzoekers toonden aan dat quorum sensing de virulentie in ziekteverwekkende bacteriën regelt. Bassler was de eerste die anti-quorum-sensing-strategieën maakte en deze met succes in diermodellen gebruikte om infectie door pathogenen van wereldwijde relevantie te stoppen.
Dergelijke bevindingen suggereren dat het mogelijk zou kunnen zijn om geheel nieuwe en dringend noodzakelijke antimicrobiële therapieën te ontwikkelen die interfereren met quorum sensing in plaats van bacteriën te doden, zoals traditionele antibiotica doen. Daarom, de laureaten worden niet alleen geëerd voor hun fundamentele ontdekkingen met betrekking tot de moleculaire aard van cel-tot-cel communicatie van bacteriën, maar ze staan ook bekend om het enorme potentieel van hun onderzoek bij de behandeling van infecties veroorzaakt door bacteriën die resistent zijn tegen conventionele antibiotica.
Er wordt nu hard gewerkt om deze concepten in de praktijk om te zetten. als laatste, quorumgevoelige modulatiestrategieën kunnen ook worden ingezet om gunstige bacteriële processen te benutten, bijvoorbeeld, om de gezonde effecten van microbioombacteriën die zich in de menselijke darm of op de huid bevinden, te versterken.
Metformine kan een lekkende darm helpen
RNA-sequencing biedt nieuwe inzichten in het microbioom
Zijn op DNA gebaseerde diëten en gepersonaliseerde medische voeding de toekomst voor gewichtsverlies?
Onderzoek zegt bij SARS-CoV-2 hondeninfectie,
Tests gebruikt voor GERD-diagnose
Spijsverteringsverschijnselen komen vaak voor maar zijn mild bij gehospitaliseerde COVID-19-patiënten
Gedetailleerde kaart van het microbioom van de menselijke tong
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Mobiele rapporten in maart 2020 rapporteert het gebruik van geavanceerde en snelle spectrale beeldvormingstechnieken om een gedetailleerde kaart v
Overdracht van SARS-CoV-2 van moeder op baby tijdens de zwangerschap mogelijk, maar zeldzaam
zegt studie De aanhoudende pandemie van coronavirusziekte 2019 (COVID-19) veroorzaakt door het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spaart man noch vrouw. Verschillende onde
Een multi-omics-benadering van de ontwikkeling van medicijnen tegen COVID-19
Een nieuwe studie gepubliceerd op de preprint-server medRxiv* in mei 2020 meldt een multi-omics-aanpak die het gemakkelijker zou kunnen maken om medicijnen te ontwikkelen die effectief zijn tegen CO