Bassler je profesorom na Princetonskej univerzite a vyšetrovateľom lekárskeho inštitútu Howarda Hughesa, Michael R. Silverman je emeritný profesor inštitútu Agouron v La Jolla.
Títo dvaja vedci sú poctení za svoje prevratné objavy týkajúce sa bakteriálneho „snímania kvora“, ktorý sa týka sofistikovaných systémov komunikácie medzi bunkami, ktoré baktérie používajú na koordináciu skupinového správania.
Slávnostné odovzdávanie cien v Kostole sv. Pavla, ktorá sa tradične koná 14. marca Narodeniny Paula Ehrlicha, bol odložený z dôvodu pandémie koronavírusu. Namiesto toho, Bassler a Silverman prevezmú cenu na slávnostnom ceremoniáli v roku 2022.
„Silverman a Bassler ukázali, že pokiaľ ide o mnohobunkové organizmy, kolektívne správanie je medzi baktériami pravidlom, namiesto výnimky, "napísala Vedecká rada na zdôvodnenie svojho rozhodnutia." Baktérie sa medzi sebou rozprávajú, odpočúvajú ostatné baktérie, a môžu dokonca spojiť svoje sily. Ale:Tento všadeprítomný chitchat, ktorých molekulárne základy objavili Bassler a Silverman, tiež predstavuje predtým nedocenenú Achillovu pätu v boji proti škodlivým mikróbom. Namiesto zabíjania baktérií antibiotikami, Môžu byť vyvinuté látky, ktoré interferujú s bakteriálnou komunikáciou a účinne znižujú ich kolektívnu zdatnosť. Výskum laureátov cien má preto pre medicínu značný význam “.
Baktérie sú mimoriadne komunikačné. Posielajú a prijímajú chemické správy, aby zistili, či sú sami, alebo sa v vicinálnom spoločenstve nachádzajú ďalší členovia ich alebo iného druhu. Ak chcete vykonať sčítanie počtu buniek, baktérie produkujú a uvoľňujú chemické signálne molekuly, ktoré sa hromadia v kroku so zvyšujúcim sa počtom buniek.
Keď sa dosiahne prahová úroveň chemického signálu, baktérie detekujú jeho prítomnosť. V reakcii na to unisono, baktérie sa správajú produktívne, iba ak ich skupina vykonáva synchrónne, ale nie vtedy, ak sú uzákonené jedinou baktériou pôsobiacou izolovane. Tento chemický komunikačný proces sa nazýva snímanie kvóra a riadi stovky kolektívnych aktivít naprieč bakteriálnou ríšou.
V osemdesiatych rokoch Silverman objavil prvý obvod snímajúci kvórum v bioluminiscenčnej morskej baktérii Vibrio fischeri. Identifikoval gény a proteíny umožňujúce produkciu a detekciu extracelulárnej signálnej molekuly.
Definoval, ako komponenty fungujú na podporu kolektívneho správania. V prípade Vibrio fischeri, skupinovým správaním je produkcia modrozelenej bioluminiscencie.
Dnes, vieme, že snímanie kvóra je v bakteriálnom svete normou. Naozaj, existujú tisíce bakteriálnych druhov, ktoré majú gény takmer identické s tými, ktoré objavil Silverman. Vo všetkých týchto prípadoch tieto komponenty umožňujú baktériám zapojiť sa do skupinového správania.
Na začiatku deväťdesiatych rokov minulého storočia Bonnie Bassler dokázala, že baktérie sú „viacjazyčné“ a že konverzujú s viacerými molekulami chemického signálu. Jedna komunikačná molekula, ktorú Bassler objavil a pomenoval autoinducer-2, umožňuje baktériám komunikovať cez hranice druhov.
Pokračovala v demonštrácii, že baktérie používajú komunikáciu sprostredkovanú kvórom na odlíšenie seba od ostatných, ukazuje, že sofistikovaná vlastnosť je považovaná za kompetenciu vyšších organizmov, v skutočnosti, sa vyvinul v baktériách pred miliardami rokov.
V posledných rokoch, Bassler ukázal, že snímanie kvóra prekračuje hranice kráľovstva ako vírusy a hostiteľské bunky, vrátane ľudských buniek, zapojte sa do tohto všadeprítomného chit-chatu.
Ona a ďalší vedci tiež dokázali, že patogénne baktérie sa spoliehajú na to, že snímanie kvóra je virulentné. Bassler vyvinul stratégie snímania kvóra, ktoré:na zvieracích modeloch, zastaviť infekciu bakteriálnymi patogénmi globálneho významu.
Úplný význam objavov týchto dvoch laureátov pre mikrobiológiu a medicínu bol uznaný len nedávno. Desaťročia starostlivej a namáhavej práce, ukázal, že v podstate všetky baktérie ovládajú umenie komunikácie medzi bunkami. To, čo sa začalo prácou na Vibrio fischeri a Vibro harveyi, viedlo k zásadnej zmene perspektívy v bakteriológii, a teraz otvára nové a bezprecedentné príležitosti pri riešení rezistencie na antibiotiká “.
Thomas Boehm, Profesor a riaditeľ, Predseda vedeckej rady, Inštitút imunobiológie a epigenetiky Maxa Plancka
Krátky životopis Profesor Dr. Bonnie L. Bassler Ph.D. (58).
Bonnie Bassler je mikrobiologička. Študovala biochémiu na Kalifornskej univerzite v Davise a získala titul Ph.D. z Univerzity Johna Hopkinsa v Baltimore. V roku 1990 nastúpila do laboratória Michaela Silvermana na Inštitúte Agouron v La Jolle ako postdoktorandka.
Na Princetonskej univerzite je od roku 1994. Bonnie Bassler je členkou Národnej akadémie vied, Národná akadémia medicíny, a Kráľovská spoločnosť. Je výskumnou pracovníčkou Lekárskeho inštitútu Howarda Hughesa a profesorkou Squibbovej a predsedníčkou Katedry molekulárnej biológie na Princetonskej univerzite. Prezident Obama ju vymenoval na šesťročné funkčné obdobie v Národnej vedeckej rade USA. Získala viac ako dvadsať prestížnych národných a medzinárodných ocenení.
Krátky životopis profesor Michael R. Silverman, Ph.D. (77).
Michael Silverman je mikrobiológ. Vyštudoval chémiu a bakteriológiu na University of Nebraska v Lincolne a získal titul Ph.D. v roku 1972 z Kalifornskej univerzity v San Diegu. V rokoch 1972-1982 Silverman zásadne prispel k porozumeniu bakteriálnej motility a chemotaxie. Od roku 1982 až do odchodu do dôchodku pracoval v Inštitúte Agouron v La Jolle, ktorého je spoluzakladateľom.
Cena Paula Ehrlicha a Ludwiga Darmstaedtera sa tradične udeľuje v deň narodenín Paula Ehrlicha, 14. marec v Paulskirche, Frankfurt. Je to ocenenie vedcov, ktorí významne prispeli v oblasti výskumu Paula Ehrlicha, najmä imunológia, výskum rakoviny, mikrobiológia, a chemoterapia.
Cena, udeľuje sa od roku 1952, je financovaný nemeckým spolkovým ministerstvom zdravotníctva, Hesensko, nemecká asociácia farmaceutickej spoločnosti založenej na výskume vfa e.V. a špeciálne určené dary od nasledujúcich spoločností, nadácie a organizácie: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, Publikácia Holtzbrinck, AbbVie Deutschland GmbH &Co. KG, die Baden-Württembergische Bank, B. Metzler seel. Sohn &Co. a Goethe-Universität. Víťazov cien vyberá Vedecká rada Nadácie Paula Ehrlicha.
Nadácia Paula Ehrlicha je právne závislou nadáciou, ktorú ako fiduciárne riadi Združenie priateľov a sponzorov Goetheho univerzity, Frankfurt. Čestný predseda nadácie, ktorú založila Hedwig Ehrlich v roku 1929, je profesorka Dr. Katja Beckerová, prezident Nemeckej nadácie pre výskum, ktorý taktiež vymenúva zvolených členov vedeckej rady a správnej rady.
Predsedom vedeckej rady je profesor Thomas Boehm, Riaditeľ Inštitútu imunobiológie a epigenetiky Maxa Plancka vo Freiburgu, predsedom správnej rady je profesor Dr. Jochen Maas, Vedúci výskumu a vývoja a člen správnej rady, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. Profesor Wilhelm Bender, vo funkcii predsedu Asociácie priateľov a sponzorov Goetheho univerzity, je členom vedeckej rady. Predseda Goetheho univerzity je zároveň členom správnej rady.
Baktérie medzi sebou komunikujú a koordinujú správanie, aby dosiahli výkony, ktoré by nedokázala jediná baktéria pôsobiaca samostatne. Dokonca aj vírusy infikujúce bakteriálne bunky a bunky vyšších organizmov, vrátane ľudských buniek, nalaďte sa na tento všadeprítomný bakteriálny chit-chat. Manipulácia s touto polyfóniou ponúka nové príležitosti na obranu pred bakteriálnymi patogénmi narušením ich komunikačných schopností medzi bunkami.
Ako sa jednotlivá baktéria informuje a ako primerane reaguje na preplnenú a rozmanitú komunitu? Existujú v okolí ďalšie druhy baktérií? Ak áno, sú priatelia alebo nepriatelia? Čo organizmy z iných domén, ako sú vírusy a ľudia?
Baktérie, najstaršie živé organizmy na Zemi, zbierajte informácie o okolí a zistite, či má alebo nemá zmysel zúčastňovať sa na kolektívnych aktivitách. Pritom skupiny baktérií prinášajú výhody, ktoré nie sú možné pre jednu baktériu pôsobiacu izolovane.
Na dosiahnutie tohto úspechu, baktérie používajú chemickú komunikáciu, proces nazývaný snímanie kvóra, ktorý ich informuje o počtoch a identitách ďalších organizmov v okolí.
Tohtoročná cena Paula Ehrlicha a Ludwiga Darmstaedtera udeľuje ocenenie dvom americkým vedcom za objav molekulárneho základu bakteriálnej komunikácie medzi bunkami:profesor Michael R. Silverman Ph.D., Emeritný z Agouronovho inštitútu v La Jolla CA, a profesor Bonnie L. Bassler Ph.D. z Princetonskej univerzity a Howard Hughes Medical Institute.
Pred objavením komunikácie medzi bunkami v baktériách, tieto starodávne jednobunkové organizmy boli vnímané ako samotári, ktorého primitívny životný štýl spočíval predovšetkým v rozdelení a rozptýlení ich potomstva.
Schopnosť komunikovať so svojim vlastným druhom, iné druhy baktérií, vírusy, a hostiteľské organizmy boli nepredstaviteľné. Dnes, vďaka prevratnému výskumu Silvermana a Basslera, vieme, že takéto sofistikované komunikačné schopnosti sú v bakteriálnom svete normou.
Objavy sa začali v 70. rokoch minulého storočia pozorovaním zosnulého amerického vedca Woodyho Hastingsa. Ukázal, že bioluminiscenčná morská baktéria Vibrio fischeri žiari v tme, iba ak dorástla do určitej hustoty buniek.
Ako však Vibrio fischeri „vedel“, kedy vytvárať svetlo a kedy zostať tmavé? Hastings a jeho zverenci ukázali, že Vibrio fischeri produkuje a uvoľňuje molekulu, ktorý tím nazval „autoinduktor“, ktorý sa hromadí v životnom prostredí, pretože baktérie zvyšujú počet buniek. Keď automatický induktor dosiahne prahovú úroveň, varuje baktérie Vibrio fischeri, že majú okolo seba susedov, a jednohlasne, všetky baktérie rozsvietia svetlo.
Molekulárny mechanizmus, ktorý je základom synchrónnej produkcie svetla Vibrio fischeri, zostal záhadný, kým Michael Silverman, spolu so svojou postgraduálnou študentkou JoAnne Engebrechtovou, začala byť fascinovaná možnosťou kolektívneho správania sa v baktériách.
Odôvodnili to tým, že pomocou molekulárno -genetických techník mohli zrekonštruovať bioluminiscenčný systém Vibrio fischeri v laboratórnom Escherichia coli a identifikovať gény a proteíny riadiace produkciu svetla. Podstatné je, táto stratégia odhalila enzým potrebný na výrobu molekuly autoinduktora a receptorový proteín, ktorého úlohou je monitorovať tvorbu autoinduktora, a ako odpoveď, iniciovať populačnú produkciu modrozeleného svetla.
Silvermanov experiment priniesol prvý molekulárny mechanizmus, ktorý je základom správania sa bakteriálnych skupín. Dnes, je známe, že tisíce bakteriálnych druhov majú gény takmer identické s tými, ktoré objavil Silverman. Vo všetkých týchto prípadoch tieto komponenty umožňujú baktériám zapojiť sa do skupinového správania. Tento chemický komunikačný proces sa teraz nazýva snímanie kvóra.
Bonnie Bassler sa pripojila k Silvermanovmu laboratóriu v roku 1990 po ukončení doktorandského výskumu. Zaujímalo ju, či môže byť komunikácia bunka-bunka viac ako súčasti, ktoré objavil Silverman vo Vibrio fischeri. Bassler začala svoje vyšetrovanie v Silvermanovom laboratóriu s blízkym príbuzným Vibrio fischeri, svetlo produkujúca baktéria s názvom Vibrio harveyi, o ktorej bolo známe, že má pestrejší a exotickejší životný štýl ako Vibrio fischeri.
Bassler a Silverman zistili, že Vibrio harveyi vlastní viacero systémov snímania kvóra, a že na komunikáciu sa používa viac ako jeden automatický induktor. Vo svojej nezávislej kariére Bassler identifikoval novú molekulu Vibrio harveyi a pomenovala ju autoinducer-2.
Zistila, že autoinducer-2 sa vo veľkom vyrába v bakteriálnom svete. Je pozoruhodné, než aby informovali baktérie o svojom vlastnom počte buniek, autoinducer-2 ich informuje o počte buniek iných bakteriálnych druhov v okolí.
Preto Bassler ukázal, že baktérie môžu konverzovať cez hranice druhov pomocou univerzálneho jazyka podobného esperantu. Tento objav odhalil, že podobné bunkám vo vyšších organizmoch, baktérie sa odlišujú od ostatných. Bassler ďalej demonštroval, že je normou, keď sú baktérie „viacjazyčné“, a bežne používajú kombinácie niekoľkých autoinduktorov na sčítanie seba samého, príbuzný príbuzný, a príbuzní. Na základe informácií, ktoré z týchto chemických zmesí získavajú, a či sú susedné baktérie spojencami alebo nepriateľmi, baktérie vhodne uzákonili najrozmanitejšie útočné alebo obranné kolektívne správanie.
V poslednej dobe, Bassler zistil, že vírusy odpočúvajú senzory bakteriálneho kvóra a bunky ľudského čreva sa spájajú s mikrobiómovými baktériami, spoločenstvo baktérií, ktoré prirodzene žijú v čreve, syntetizovať ešte jednu novú molekulu snímajúcu kvórum, ktorá sa používa na ochranu ľudskej aj mikrobiálnej komunity pred inváziou patogénov. Preto Basslerova práca ukázala, že snímanie kvóra prekračuje hranice kráľovstva ako vírusy a vyššie organizmy, vrátane ľudských hostiteľov, zúčastnite sa týchto chemických rozhovorov.
Silvermanova a Basslerova práca priniesla revolúciu v chápaní mikrobiálnych komunít, prevratný úspech, ktorého zásadný význam je teraz akceptovaný po desaťročiach vytrvalej práce kombinovanej s vynikajúcimi publikáciami.
Desaťročia po počiatočných objavoch usúdilo sa, že snímanie kvóra je jednoducho výstredný jav obmedzený na nejasné bioluminiscenčné baktérie. Avšak, to, čo sa javilo ako izolovaná kuriozita, sa v bakteriálnom svete ukázalo ako univerzálne.
Lekársky význam týchto zistení je teraz zrejmý. Bassler a ďalší vedci ukázali, že snímanie kvora kontroluje virulenciu baktérií spôsobujúcich choroby. Bassler bol prvým, kto vyvinul stratégie snímania anti-kvora a úspešne ich použil na zvieracích modeloch na zastavenie infekcie patogénmi globálneho významu.
Také zistenia naznačujú, že je možné vyvinúť úplne nové a naliehavo potrebné antimikrobiálne terapie, ktoré skôr zasahujú do snímania kvóra než zabíjajú baktérie, ako tradičné antibiotiká. Preto laureáti nie sú ocenení iba za svoje zásadné objavy, pokiaľ ide o molekulárnu povahu komunikácie baktérií medzi bunkami, uznávajú sa však aj pre obrovský potenciál ich výskumu pri liečbe infekcií spôsobených baktériami rezistentnými na konvenčné antibiotiká.
Teraz sa vynakladá značné úsilie na premenu týchto konceptov na prax. Nakoniec, Stratégie modulácie snímania kvora by mohli byť nasadené aj na využitie prospešných bakteriálnych procesov, napríklad, na zvýšenie zdraviu prospešných účinkov mikrobiálnych baktérií, ktoré sa nachádzajú v ľudskom čreve alebo na koži.
Črevný bakteriálny profil môže predpovedať poškodenie čreva po rádioterapii
Skôr ako fyzický odtlačok prsta, črevný mikrobiálny vzor je možné použiť na identifikáciu určitých zraniteľností u pacientok, ktoré podstupujú radiačnú terapiu rakoviny prostaty alebo gynekológie, pre
Elektronická pilulka na detekciu plynu na diagnostiku gastrointestinálnych ochorení
Vedci z Univerzity RMIT, Melbourne, vyrobili elektronickú pilulku, ktorá dokáže detekovať špeciálne plyny v čreve a pomôcť lekárom diagnostikovať gastrointestinálne ochorenia, ako je syndróm dráždivéh
Netesné črevo a vesmírny let - mechanizmus odhalený
Nová štúdia o účinkoch simulovanej mikrogravitácie, podmienka, s ktorou sa astronauti stretávajú vo vesmíre, zasahuje do epiteliálnej bariéry čreva, a efekt pretrváva aj potom, čo sa astronaut vráti d
