Bassler je profesor na univerzi Princeton in raziskovalec medicinskega inštituta Howard Hughes, Michael R. Silverman je zaslužni profesor Inštituta Agouron v La Jolli.
Oba raziskovalca sta počaščena zaradi svojih revolucionarnih odkritij v zvezi z bakterijskim "zaznavanjem zbora", ki se nanaša na izpopolnjene sisteme komunikacije med celicami, ki jih bakterije uporabljajo za usklajevanje skupinskega vedenja.
Podelitev v cerkvi sv. Pavla, ki tradicionalno poteka 14. marca, Rojstni dan Paula Ehrlicha, je bil prestavljen zaradi pandemije koronavirusa. Namesto tega Bassler in Silverman bosta nagrado prejela na slovesnosti leta 2022.
"Silverman in Bassler sta to pokazala, kar se tiče večceličnih organizmov, kolektivno vedenje je pravilo pri bakterijah, namesto izjema, "je v utemeljitev svoje odločitve zapisal Znanstveni svet." Bakterije se pogovarjajo, prisluškujejo druge bakterije, in morda celo združijo moči. Ampak:ta vseprisotni klepet, katerih molekularne podlage sta odkrila Bassler in Silverman, predstavlja tudi prej necenjeno Ahilovo peto v boju proti škodljivim mikroorganizmom. Namesto da bakterije ubijemo z antibiotiki, lahko se razvijejo snovi, ki motijo bakterijsko komunikacijo, kar učinkovito zmanjšuje njihovo kolektivno sposobnost. Raziskava nagrajencev ima zato velik pomen za medicino ".
Bakterije so zelo komunikativne. Pošiljajo in prejemajo kemična sporočila, da ugotovijo, ali so sami ali so v zmagovalni skupnosti prisotni dodatni predstavniki njihove ali druge vrste. Za popis števila celic, bakterije proizvajajo in sproščajo kemične signalne molekule, ki se kopičijo v koraku z naraščajočim številom celic.
Ko je dosežena mejna vrednost kemičnega signala, bakterije zaznajo njeno prisotnost. V odgovor na to, v sozvočju, bakterije se obnašajo produktivno le, če jih skupina izvaja sinhrono, ne pa, če ga uvede ena sama bakterija, ki deluje ločeno. Ta kemijski komunikacijski proces se imenuje zaznavanje kvoruma in nadzoruje na stotine kolektivnih dejavnosti po bakterijskem kraljestvu.
V osemdesetih letih Silverman je odkril prvo vezje zaznavanja kvoruma v bioluminiscenčni morski bakteriji Vibrio fischeri. Odkril je gene in beljakovine, ki omogočajo proizvodnjo in odkrivanje zunajcelične signalne molekule.
Določil je, kako komponente delujejo za spodbujanje kolektivnega vedenja. V primeru Vibrio fischeri, vedenje v celotni skupini je proizvodnja modro-zelene bioluminiscence.
Danes, vemo, da je zaznavanje kvoruma norma v svetu bakterij. Prav zares, obstaja na tisoče bakterijskih vrst, ki imajo gene, skoraj enake tistim, ki jih je odkril Silverman. V vseh teh primerih je te komponente omogočajo bakterijam, da se vključijo v skupinsko vedenje.
V začetku devetdesetih let je Bonnie Bassler je dokazala, da so bakterije "večjezične" in da se pogovarjajo z več kemičnimi signalnimi molekulami. Ena komunikacijska molekula, ki jo je Bassler odkril in poimenoval avtoinduktor-2, omogoča bakterijam komunikacijo prek meja vrst.
Nadaljevala je z dokazom, da bakterije uporabljajo komunikacijo, ki jo zaznava kvorum, za razlikovanje sebe od drugih, dokazujejo, da je prefinjena lastnost, za katero velja, da je v pristojnosti višjih organizmov, pravzaprav, razvili v bakterijah pred milijardami let.
V preteklih letih, Bassler je pokazal, da zaznavanje kvoruma presega meje kraljestva kot virusi in gostiteljske celice, vključno s človeškimi celicami, sodelujte v tem vseprisotnem klepetu.
Ona in drugi raziskovalci so tudi pokazali, da se patogene bakterije opirajo na zaznavanje kvoruma kot virulentne. Bassler je razvil strategije zaznavanja kvoruma, ki v živalskih modelih, ustaviti okužbo z bakterijskimi patogeni svetovnega pomena.
Celoten pomen odkritij dveh nagrajencev za mikrobiologijo in medicino je bil priznan šele pred kratkim. Desetletja natančnega in mukotrpnega dela, pokazala, da v bistvu vse bakterije obvladajo umetnost komunikacije med celicami. Kar se je začelo z delom na Vibrio fischeri in Vibro harveyi, je privedlo do temeljite spremembe perspektive v bakteriologiji, in zdaj odpira nove in brez primere priložnosti pri spopadanju z odpornostjo na antibiotike ".
Thomas Boehm, Profesor in direktor, Predsednik znanstvenega sveta, Max Planck Inštitut za imunobiologijo in epigenetiko
Kratka biografija profesorica dr. Bonnie L. Bassler dr. (58).
Bonnie Bassler je mikrobiologinja. Študirala je biokemijo na Kalifornijski univerzi v Davisu in doktorirala. z univerze Johns Hopkins v Baltimoru. Leta 1990 se je kot podoktorska sodelavka pridružila laboratoriju Michaela Silvermana na Inštitutu Agouron v La Jolli.
Na univerzi Princeton je od leta 1994. Bonnie Bassler je članica Nacionalne akademije znanosti, Nacionalna medicinska akademija, in Kraljevo družbo. Je raziskovalka na Medicinskem inštitutu Howard Hughes in profesorica Squibb ter predsednica Oddelka za molekularno biologijo na Univerzi Princeton. Predsednik Obama jo je imenoval za šestletni mandat v Nacionalnem znanstvenem odboru ZDA. Prejela je več kot dvajset prestižnih državnih in mednarodnih nagrad.
Kratka biografija Profesor Michael R. Silverman, Dr. (77).
Michael Silverman je mikrobiolog. Študiral je kemijo in bakteriologijo na Univerzi v Nebraski v Lincolnu in doktoriral. leta 1972 s kalifornijske univerze v San Diegu. V obdobju od 1972-1982 je Silverman je bistveno prispeval k razumevanju bakterijske gibljivosti in kemotaksije. Od leta 1982 do upokojitve, delal je na Inštitutu Agouron v La Jolli, katerega soustanovitelj.
Nagrada Paul Ehrlich in Ludwig Darmstaedter se tradicionalno podeljuje na rojstni dan Paula Ehrlicha, 14. marec, v Paulskircheju, Frankfurt. V čast znanstvenikom, ki so pomembno prispevali na raziskovalnem področju Paula Ehrlicha, zlasti imunologija, raziskave raka, mikrobiologija, in kemoterapijo.
Nagrada, ki se podeljuje od leta 1952, financira nemško zvezno ministrstvo za zdravje, dežela Hesse, nemško združenje raziskovalno zasnovanega farmacevtskega podjetja vfa e.V. in posebej namenskih donacij naslednjih podjetij, fundacije in organizacije: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, Založniška skupina Holtzbrinck, AbbVie Deutschland GmbH &Co. KG, Die Baden-Württembergische Bank, B. Metzler seel. Sohn &Co. in Goethe-Universität. Nagrajence izbere Znanstveni svet Fundacije Paul Ehrlich.
Fundacija Paul Ehrlich je pravno odvisna fundacija, ki jo kot fiduciarno vodi Društvo prijateljev in sponzorjev univerze Goethe, Frankfurt. Častni predsednik Fundacije, ki ga je leta 1929 ustanovila Hedwig Ehrlich, je profesorica dr. Katja Becker, predsednik nemške raziskovalne fundacije, ki imenuje tudi izvoljene člane Znanstvenega sveta in Upravnega odbora.
Predsednik znanstvenega sveta je profesor Thomas Boehm, Direktor na Inštitutu za imunobiologijo in epigenetiko Max Planck v Freiburgu, predsednik upravnega odbora je profesor dr. Jochen Maas, Vodja raziskav in razvoja ter član upravnega odbora, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. Profesor Wilhelm Bender, kot predsednik Združenja prijateljev in sponzorjev univerze Goethe, je član Znanstvenega sveta. Predsednik univerze Goethe je hkrati član upravnega odbora.
Bakterije med seboj komunicirajo in usklajujejo vedenje, da dosežejo podvige, ki jih ena sama bakterija ne bi mogla doseči. Tudi virusi, ki okužijo bakterijske celice in celice višjih organizmov, vključno s človeškimi celicami, vključite se v ta vseprisotni bakterijski klepet. Manipulacija s to polifonijo ponuja nove možnosti za obrambo pred bakterijskimi patogeni z motenjem njihovih komunikacijskih sposobnosti med celicami.
Kako se posamezna bakterija informira in se ustrezno odzove na množično in raznoliko skupnost? Ali so v bližini še druge vrste bakterij? Če je tako, so prijatelji ali sovražniki? Kaj pa organizmi z drugih področij, kot so virusi in ljudje?
Bakterije, najstarejši živi organizmi na zemlji, zbrati podatke o soseski, da bi ugotovili, ali je smiselno sodelovati v kolektivnih dejavnostih ali ne. Pri tem, skupine bakterij izkoristijo koristi, ki niso možne za eno samo bakterijo, ki deluje ločeno.
Da bi dosegli ta podvig, bakterije uporabljajo kemično komunikacijo, postopek, imenovan zaznavanje kvoruma, ki jih obvešča o številu in identitetah drugih organizmov v bližini.
Letošnja nagrada Paul Ehrlich in Ludwig Darmstaedter odlikujeta dva ameriška znanstvenika za odkritje molekularne osnove komunikacije med celicami bakterij:profesor Michael R. Silverman, Zaslužni sodelavec Inštituta Agouron v La Jolla CA, in profesorica Bonnie L. Bassler dr. Univerze Princeton in Medicinskega inštituta Howard Hughes.
Pred odkritjem medcelične komunikacije v bakterijah, na te starodavne enocelične organizme so gledali kot na samotarje, katerih primitivni življenjski slog je bil sestavljen predvsem iz delitve in razpršitve njihovega potomstva.
Sposobnost komuniciranja s svojimi vrstami, druge vrste bakterij, virusi, gostiteljskih organizmov pa je bilo nepredstavljivo. Danes, zahvaljujoč prelomni raziskavi Silvermana in Basslerja, vemo, da so tako prefinjene komunikacijske sposobnosti norma v svetu bakterij.
Odkritja so se začela v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja z opažanjem pokojnega ameriškega znanstvenika Woodyja Hastingsa. Pokazal je, da bioluminiscenčna morska bakterija Vibrio fischeri v temi sveti šele, ko je zrasla do določene gostote celic.
Toda kako je Vibrio fischeri "vedel", kdaj proizvesti svetlobo in kdaj ostati temno? Hastings in njegovi mentorji so pokazali, da Vibrio fischeri proizvaja in sprošča molekulo, da je ekipa imenovala "avtoinduktor", ki se kopiči v okolju, ko se število bakterij poveča. Ko avtoinduktor doseže mejno vrednost, opozarja na bakterije Vibrio fischeri, da imajo okoli sebe sosede, in v sozvočju, vse bakterije prižgejo svetlobo.
Molekularni mehanizem, na katerem temelji sinhrona proizvodnja svetlobe Vibrio fischeri, je ostal skrivnosten, dokler Michael Silverman, skupaj z podiplomsko študentko JoAnne Engebrecht, navdušila možnost kolektivnega vedenja pri bakterijah.
Utemeljili so, da z uporabo molekularno genetskih tehnik lahko bi rekonstruirali bioluminiscenčni sistem Vibrio fischeri v laboratoriju Escherichia coli in identificirali gene in beljakovine, ki nadzorujejo proizvodnjo svetlobe. Bistveno, ta strategija je razkrila encim, potreben za izdelavo molekule avtoinduktorja in receptorski protein, katerega naloga je spremljati nastanek avtoinduktorja, in kot odgovor, začeti proizvodnjo modro-zelene svetlobe na celotnem prebivalstvu.
Silvermanov poskus je prinesel prvi molekularni mehanizem, na katerem temelji vedenje bakterijske skupine. Danes, Obstaja na tisoče bakterijskih vrst, za katere je znano, da imajo gene, skoraj enake tistim, ki jih je odkril Silverman. V vseh teh primerih je te komponente omogočajo bakterijam, da se vključijo v skupinsko vedenje. Ta kemični komunikacijski proces se zdaj imenuje zaznavanje kvoruma.
Bonnie Bassler se je po končanem doktorskem raziskovanju pridružila Silvermanovemu laboratoriju leta 1990. Zanimalo jo je, ali je komunikacija med celicami lahko več od komponent, ki jih je Silverman odkril v Vibrio fischeri. Bassler je svoje raziskave začela v Silvermanovem laboratoriju pri bližnjem sorodniku Vibrio fischeri, bakterija, ki proizvaja svetlobo, po imenu Vibrio harveyi, za katero je bilo znano, da ima bolj raznolik in eksotičen življenjski slog kot Vibrio fischeri.
Bassler in Silverman sta odkrila, da ima Vibrio harveyi več sistemov za zaznavanje kvoruma, in da se za komunikacijo uporablja več kot en avtoinduktor. V svoji samostojni karieri je Bassler je identificirala novo molekulo Vibrio harveyi in jo poimenovala avtoinduktor-2.
Ugotovila je, da avtoinduktor-2 na splošno nastaja v bakterijskem svetu. Izjemno, namesto da bi bakterijo obvestili o lastnem številu celic, autoinducer-2 jih obvešča o številu celic drugih bakterijskih vrst v bližini.
Tako Bassler je pokazal, da se bakterije lahko pogovarjajo čez meje vrst z uporabo univerzalnega jezika, podobnega esperantu. To odkritje je pokazalo, podobno celicam v višjih organizmih, bakterije se razlikujejo od drugih. Bassler je nadaljeval z dokazom, da je za bakterije "večjezičnost" pravilo in za popis sebe običajno uporabljajo kombinacije več avtoinduktorjev, sorodniki, in ne sorodniki. Na podlagi informacij, ki jih pridobijo iz teh kemičnih mešanic, in ali so sosednje bakterije zavezniki ali sovražniki, bakterije ustrezno izvajajo najrazličnejše napadalno ali obrambno kolektivno vedenje.
V zadnjem času, Bassler je odkril, da virusi prisluškujejo zaznavanju kvoruma bakterij in se človeške črevesne celice povezujejo z mikrobiomskimi bakterijami, skupnost bakterij, ki naravno prebivajo v črevesju, za sintezo še ene nove molekule, ki zaznava kvorum, ki se uporablja za obrambo tako človeške kot mikrobiomske skupnosti pred vdori patogenov. Tako Basslerjevo delo je pokazalo, da zaznavanje kvoruma presega meje kraljestva kot virusi in višji organizmi, vključno s človeškimi gostitelji, sodelujejo v teh kemičnih pogovorih.
Delo Silvermana in Basslerja je revolucioniralo razumevanje mikrobnih skupnosti, prelomni dosežek, katerega temeljni pomen je zdaj sprejet po desetletjih vztrajnega dela v kombinaciji z odličnimi publikacijami.
Že desetletja po prvih odkritjih, menilo se je, da je zaznavanje zbora preprosto idiosinkratičen pojav, omejen na nejasne bioluminiscenčne bakterije. Vendar pa kar se je zdelo osamljena radovednost, se je v bakterijskem svetu izkazalo za univerzalno.
Zdravstveni pomen teh ugotovitev je zdaj očiten. Bassler in drugi raziskovalci so pokazali, da zaznavanje kvoruma nadzoruje virulenco pri bakterijah, ki povzročajo bolezni. Bassler je bil prvi, ki je izdelal strategije zaznavanja kvoruma in jih uspešno uporabil v živalskih modelih za zaustavitev okužbe s patogeni svetovnega pomena.
Takšne ugotovitve kažejo, da bi bilo mogoče razviti popolnoma nove in nujno potrebne protimikrobne terapije, ki motijo zaznavanje kvoruma in ne ubijajo bakterij, kot tradicionalni antibiotiki. Zato nagrajenci niso odlikovani le za svoja temeljna odkritja v zvezi z molekularno naravo komunikacije bakterij med celicami, priznani pa so tudi po ogromnem potencialu svojih raziskav pri zdravljenju okužb, ki jih povzročajo bakterije, odporne na običajne antibiotike.
Zdaj so vložena velika prizadevanja za uresničitev teh konceptov. Nazadnje, modulacijske strategije, ki zaznavajo kvorum, bi lahko uporabili tudi za izkoriščanje koristnih bakterijskih procesov, na primer za povečanje zdravstvenih učinkov mikrobiomskih bakterij, ki prebivajo v človeškem črevesju ali na koži.
Cepljenje proti rotavirusu ni povezano s tveganjem za diabetes mellitus tipa 1
Peptid pajkovega strupa bi lahko pomagal ustaviti bolečine pri sindromu razdražljivega črevesja
Dodatek kratkih verig maščobnih kislin izboljša okrevanje po možganski kapi,
Raziskave pravijo pri pasji okužbi s SARS-CoV-2,
Je carski rez dober za zdravje otrok?
Migracije vplivajo na črevesno mikrobioto, kar posledično vpliva na zdravje raziskovalcev
Mlada kri starejšim vrača vitalnost
Dracula Brama Stokerja je preživela na krvi mladih deklet. Zdaj so raziskovalci ugotovili, da je v tej bizarni teoriji morda bilo nekaj resnice! Po mnenju genetičarke na University College London Da
Bolnikom z IBS bi lahko koristili dodatki vitamina D,
predlaga nove raziskave Glede na novo študijo raziskovalcev z univerze v Sheffieldu, jemanje dodatkov vitamina D lahko pomaga ublažiti boleče simptome sindroma razdražljivega črevesja (IBS).
Probiotiki lahko v naslednjih dveh desetletjih pomagajo zajeziti podhranjenost,
pravi Bill Gates Probiotiki ali dobre bakterije so obljubile možnost ohranjanja zdravega črevesja. Številne študije so dale dokaze o koristih probiotikov za zdravje. Zdaj, priljubljeni filantrop in so