Esther Lederberg

उसकी लैम्ब्डा की खोज का आणविक आनुवंशिकी और वायरोलॉजी में बड़ा प्रभाव पड़ा है

Esther Miriam Zimmer Lederberg एक अमेरिकी सूक्ष्मजीवविज्ञानी और जीवाणु आनुवंशिकी की अग्रदूत थीं। उल्लेखनीय खोजों में जीवाणु वायरस λ, विशेषीकृत ट्रांसडक्शन द्वारा जीवाणुओं के बीच जीन का स्थानांतरण, प्रतिकृति प्लेटिंग द्वारा उत्परिवर्तन की सहज प्रकृति, और जीवाणु प्रजनन कारक F की खोज शामिल है, जो अन्य जीवाणुओं को जीन के हस्तांतरण को बढ़ावा देता है।

Lederberg ने Stanford University में अब-निष्क्रिय Plasmid Reference Center की स्थापना और निर्देशन भी किया, जहां वह कई प्रकार के प्लाज्मिड को बनाए रखती थीं, नाम देती थीं और वितरित करती थीं, जिनमें एंटीबायोटिक प्रतिरोध, भारी धातु प्रतिरोध, विषमता, संयुग्मन, कोलिसिन्स, ट्रांसपोसन और अन्य अज्ञात कारकों के लिए कोडिंग शामिल थी।

एक पुरुष-प्रधान क्षेत्र में एक महिला के रूप में और एक नोबेल पुरस्कार विजेता की पत्नी के रूप में, Lederberg को व्यावसायिक मान्यता के लिए संघर्ष करना पड़ा। सूक्ष्मजीवविज्ञान के क्षेत्र में उसकी बुनियादी खोजों के बावजूद, उसे कभी भी किसी विश्वविद्यालय में एक कार्यकाल वाली स्थिति की पेशकश नहीं की गई। पाठ्यपुस्तकें अक्सर उसके काम को नजरअंदाज करती हैं और उसकी उपलब्धियों को उसके पति Joshua को श्रेय देती हैं।

प्रारंभिक वर्ष

Esther Miriam Zimmer Bronx, New York में Orthodox यहूदी पृष्ठभूमि के परिवार में दो बच्चों में से पहली थीं। उसके माता-पिता David Zimmer, Romania से एक प्रवासी जो एक प्रिंट शॉप चलाते थे, और Pauline Geller Zimmer थे। उसके भाई, Benjamin Zimmer, 1923 में पैदा हुए। महान अवसाद का बालक, उसका दोपहर का भोजन अक्सर एक निचोड़े हुए टमाटर के रस के साथ रोटी का एक टुकड़ा होता था। Zimmer ने हिब्रू सीखी और वह Passover seders संचालित करने के लिए इस दक्षता का उपयोग करती थीं।

Zimmer ने Bronx में Evander Childs High School में भाग लिया, 16 साल की उम्र में स्नातक हुईं। उसे New York City के Hunter College में उसी गिरावट में शुरू करने के लिए छात्रवृत्ति दी गई थी। कॉलेज में, Zimmer शुरुआत में French या साहित्य का अध्ययन करना चाहती थीं, लेकिन उसने अपने शिक्षकों की सिफारिश के खिलाफ जैव रसायन विज्ञान में अपने अध्ययन का क्षेत्र बदल दिया, जिन्हें लगा कि महिलाओं को विज्ञान में एक कैरियर प्राप्त करने में संघर्ष करना पड़ता है। उसने New York Botanical Garden में एक अनुसंधान सहायक के रूप में काम किया, पौधे के रोग विज्ञानी Bernard Ogilvie Dodge के साथ Neurospora crassa पर अनुसंधान में लगी हुई थीं। उसने आनुवंशिकी में स्नातक की डिग्री प्राप्त की, 1942 में, 20 साल की उम्र में, cum laude स्नातक हुईं।

Hunter से स्नातक होने के बाद, Zimmer Carnegie Institution of Washington later Cold Spring Harbor Laboratory में Alexander Hollaender के लिए अनुसंधान सहायक के रूप में काम करने के लिए गईं, जहां वह N. crassa के साथ काम जारी रखीं और आनुवंशिकी में अपना पहला काम प्रकाशित किया। 1944 में उसने Stanford University में एक फेलोशिप जीती, George Wells Beadle और Edward Tatum के सहायक के रूप में काम किया। जब उसने Tatum से आनुवंशिकी सिखाने के लिए कहा, तो वह शुरुआत में हिचकिचाया जब तक कि उसने उसे यह पता लगाने के लिए नहीं दिया कि Drosophila फलों मक्खियों की एक बोतल में, एक मक्खी की आंखों का रंग दूसरों से कैसे अलग था। इसे उसने इतनी सफलतापूर्वक काम किया कि Tatum ने उसे अपना TA बना दिया। वह बाद में California की ओर पश्चिम की ओर गई, और Stanford University के Hopkins Marine Station में Cornelius Van Niel के तहत एक गर्मी का अध्ययन करने के बाद, वह आनुवंशिकी में एक मास्टर कार्यक्रम में प्रवेश किया। Stanford ने 1946 में उसे मास्टर की डिग्री दी। उसकी M.A. थीसिस का शीर्षक "Mutant Strains of Neurospora Deficient in Para-Aminobenzoic Acid" था। उसी वर्ष, उसने Joshua Lederberg से शादी की, जो तब Yale University में Tatum के एक छात्र थे। Lederberg Yale के Osborne Botanical Laboratory में चली गईं, फिर University of Wisconsin में चली गईं जहां उसका पति एक प्रोफेसर बन गया। वहां उसने डॉक्टरेट की डिग्री का पीछा किया। 1946 से 1949 तक, उसे National Cancer Institute द्वारा एक पूर्वडॉक्टोरल फेलोशिप दी गई थी। उसकी थीसिस "Genetic control of mutability in the bacterium Escherichia coli" थी। उसने 1950 में R. A. Brink की देखरेख में अपना डॉक्टरेट पूरा किया।

सूक्ष्मजीवविज्ञान और आनुवंशिकी में योगदान

Lederberg 1950 के दशक के अधिकांश समय University of Wisconsin में रही। वहीं पर उसने लैम्ब्डा फेज की खोज की, ट्रांसडक्शन और लैम्ब्डा फेज लाइसोजेनी के बीच के संबंध पर प्रारंभिक शोध किया, Luigi Luca Cavalli-Sforza के साथ E. coli F प्रजनन कारक की खोज की और अंततः Joshua Lederberg के साथ प्रकाशित किया, Joshua Lederberg के साथ प्रतिकृति प्लेटिंग का पहला सफल कार्यान्वयन किया, और विशेषीकृत ट्रांसडक्शन के आनुवंशिक तंत्र की खोज और समझ में मदद की। ये योगदान बीसवीं सदी के उत्तरार्ध में किए गए अधिकांश आनुवंशिकी कार्य के लिए आधार तैयार करते हैं। उसके काम के कारण, उसे जीवाणु आनुवंशिकी में एक अग्रदूत माना जाता है।

λ bacteriophage

Esther Lederberg पहली थी जिसने λ bacteriophage को अलग किया। उसने पहली बार 1951 में खोज की रिपोर्ट दी जब वह एक PhD छात्र थीं और बाद में 1953 में Genetics पत्रिका में एक विस्तृत विवरण प्रदान किया। वह एक E. coli K12 स्ट्रेन के साथ काम कर रही थीं जिसे पराबैंगनी प्रकाश से mutagenized किया गया था। जब उसने mutant स्ट्रेन के मिश्रण को इसके माता-पिता E. coli K12 स्ट्रेन के साथ एक agar प्लेट पर इनक्यूबेट किया, तो उसने plaques देखे, जो bacteriophages के कारण जाने जाते थे। bacteriophage का स्रोत parental K12 स्ट्रेन था। UV उपचार ने bacteriophage को mutant से "ठीक" कर दिया था, जिससे यह उसी bacteriophage द्वारा संक्रमण के लिए संवेदनशील हो गया था जो माता-पिता ने उत्पादित किया था। bacteriophage का नाम λ रखा गया था। उसके अध्ययनों से पता चला कि λ के पास दोनों एक विशिष्ट जीवन शैली थी जिसमें फेज खुद की कई प्रतियां जल्दी से बनाता था फिर E. coli होस्ट से बाहर निकलने से पहले और एक वैकल्पिक जीवन शैली जिसमें फेज E. coli के भीतर शांति से मौजूद था सिर्फ एक अन्य आनुवंशिक मार्कर के रूप में।

Esther और Joshua Lederberg ने प्रदर्शित किया कि λ, अपने quiescent रूप में, आनुवंशिक रूप से E. coli जीन के पास मैप किया गया था जो चीनी galactose gal के चयापचय के लिए आवश्यक थे। Lederbergs ने प्रस्ताव दिया कि λ का आनुवंशिक पदार्थ E. coli क्रोमोसोम के अगले भाग में gal जीन के पास एकीकृत होता था और बाद में होस्ट जीवाणु के DNA के साथ एक prophage के रूप में replicated होता था। जब prophage को बाद में होस्ट को छोड़ने के लिए prompted किया जाता है, तो इसे होस्ट DNA से खुद को excise करना चाहिए। कभी-कभी, phage DNA जो excised किया जाता है वह adjacent होस्ट DNA के साथ होता है, जिसे phage द्वारा एक नए होस्ट में प्रस्तुत किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को विशेषीकृत ट्रांसडक्शन कहा जाता है।

कई वर्षों में λ पर उसके अध्ययनों के प्रकाशन के बाद, Lederberg ने अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलनों में अपने निष्कर्ष प्रस्तुत किए। 1957 में, Lederberg ने Canberra, Australia में Bacterial और Viral Genetics की Symposium पर λ lysogeny और specialized transduction पर एक बात दी। 1958 में, उसने Montreal, Canada में Genetics के 10वें International Congress पर gal locus के fine-structure mapping पर अपने निष्कर्ष प्रस्तुत किए।

Bacterial fertility factor F

Lederberg की fertility factor या F factor की खोज सीधे E. coli क्रोमोसोम पर lambda prophage के स्थान को मैप करने के लिए उसके प्रयोगों से आई थी जो ज्ञात आनुवंशिक मार्कर के साथ अन्य E. coli स्ट्रेन के साथ क्रॉस थे। जब कुछ crosses recombinants को जन्म देने में विफल रहे, तो उसे संदेह था कि कुछ E. coli स्ट्रेन ने एक "fertility factor" खो दिया था। उसके अपने शब्दों में:

उपलब्ध मार्कर का परीक्षण करने के संदर्भ में ... डेटा से पता चला कि lysogenicity के लिए एक विशिष्ट locus था। ... इस तरह के linkage [आनुवंशिक मानचित्रण] अध्ययनों के बीच,...एक दिन, ZERO recombinants बरामद किए गए थे....मैंने धारणा का पता लगाया कि कुछ तरह का 'fertility factor' था जो अगर अनुपस्थित था, तो कोई recombinants नहीं हुआ। संक्षेप में, मैंने इसे F नाम दिया।

बाद में दूसरों के काम से पता चला कि F factor एक जीवाणु DNA अनुक्रम है जो जीन को harboring करता है जो एक जीवाणु को सीधे संपर्क में एक प्राप्तकर्ता जीवाणु को DNA दान करने की अनुमति देते हैं जिसे conjugation कहा जाता है। F factor को encoding करने वाले DNA अनुक्रम either as एक independent plasmid या जीवाणु कोशिका के क्रोमोसोम में integrate हो सकते हैं।

उत्परिवर्तन की उत्पत्ति

Original agar प्लेट पर बैक्टीरियल कालोनियों को ज्यामितीय कॉन्फ़िगरेशन में en masse में प्रजनन करने की समस्या पहली बार successfully सुलझाई गई थी replica plating द्वारा, जैसा कि Esther और Joshua Lederberg द्वारा कार्यान्वित किया गया था। वैज्ञानिकों को कम से कम एक दशक के लिए एक विश्वसनीय समाधान के लिए संघर्ष कर रहे थे जब तक Lederbergs ने अंत में इसे सफलतापूर्वक कार्यान्वित नहीं किया। Methodology के लिए कम कुशल अग्रदूत toothpicks, paper, wire brushes और multipronged inoculators थे। Biographer Rebecca Ferrell को विश्वास है कि Lederberg द्वारा आविष्कार की गई विधि संभवतः अपने पिता के प्रेस का उपयोग करने से प्रेरित थी उसके काम पर, बैक्टीरियल कालोनियों की एक प्लेट को sterile velvet पर दबाना, जिसके बाद उन्हें विभिन्न ingredients के साथ मीडिया की प्लेट पर stamped किया गया था, जो शोधकर्ता द्वारा desired किए जाने वाले traits पर निर्भर करते थे।

Lederbergs ने replica-plating विधि का उपयोग करके दर्शाया कि bacteriophage- और antibiotic-resistance उत्परिवर्तन phages या antibiotics की अनुपस्थिति में उत्पन्न हुए। उत्परिवर्तन की सहज प्रकृति को पहले Luria और Delbrück द्वारा продемонстрировано गई था। हालांकि, कई वैज्ञानिकों ने Luria और Delbrück के निष्कर्षों के गणितीय तर्कों को समझने में विफल रहे, और उनका पेपर या तो अन्य वैज्ञानिकों द्वारा अनदेखी किया गया या अस्वीकार किया गया। विवाद Lederbergs के simple replica-plating प्रयोग द्वारा settled हुआ था।

Plasmid Reference Center

Esther Lederberg 1959 में Joshua Lederberg के साथ Stanford में लौट आईं। वह अपने शोध कैरियर के संतुलन के लिए Stanford पर रहीं, 1976 से 1986 तक Stanford School of Medicine में Plasmid Reference Center PRC का निर्देशन किया। PRC के निदेशक के रूप में, उसने विश्व के plasmids, transposons और insertion sequences की एक registry को organize और maintain किया। उसने insertion sequences और transposons को sequentially नामकरण करने की प्रणाली शुरू की जो IS1 और Tn1 से शुरू होती है। Sequential numbering उसकी retirement तक जारी रही।

उसने 1985 में Stanford Department of Microbiology और Immunology में अपनी स्थिति से retire किया, लेकिन एक volunteer के रूप में PRC पर अपना काम जारी रखा।

व्यावसायिक सम्मान

• 1956 Society of Illinois Bacteriologists: Joshua Lederberg के साथ Pasteur Award
• 1959 Fulbright Fellowship bacteriology में Australia में Melbourne University पर काम करने के लिए।
• American Association for the Advancement of Science की Fellow

1985 में, Lederberg को Stanford University में सूक्ष्मजीवविज्ञान और immunology में एक emeritus प्रोफेसर के रूप में सम्मानित किया गया था।

व्यावसायिक चुनौतियाँ: लिंग भेदभाव

Microbiologist Stanley Falkow ने Esther Lederberg के बारे में कहा कि "Experimentally और methodologically वह लैब में एक genius थीं।" हालांकि, Esther Lederberg एक pioneer research scientist थीं, लेकिन उन्हें 1950s और 1960s में एक महिला scientist के रूप में महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ा।

F factor और λ की उसकी बुनियादी खो