그녀의 람다 발견은 분자 유전학과 바이러스학에 큰 영향을 미쳤습니다
Esther Miriam Zimmer Lederberg는 미국의 미생물학자이자 박테리아 유전학의 개척자였습니다. 주요 발견으로는 박테리아 바이러스 λ, 특이적 형질도입을 통한 박테리아 간 유전자 전달, 복제 도금법에 의한 돌연변이의 자발적 특성, 그리고 다른 박테리아에 유전자 전달을 촉진하는 박테리아 생식 인자 F의 발견이 있습니다.
Lederberg는 또한 Stanford University의 현재 없어진 Plasmid Reference Center를 설립하고 지도했으며, 여기서 항생제 내성, 중금속 내성, 독성, 켤레, 콜리신, 트랜스포손 및 기타 미지의 요소를 코딩하는 것들을 포함한 많은 유형의 플라스미드를 유지, 명명 및 배포했습니다.
남성 지배적인 분야에서 여성이자 Nobel 수상자의 아내였던 Lederberg는 전문적 인정을 위해 투쟁했습니다. 미생물학 분야의 기초적 발견에도 불구하고, 그녀는 대학에서 종신직을 제의받지 못했습니다. 교과서는 종종 그녀의 업적을 무시하고 그녀의 성과를 남편 Joshua에게 돌립니다.
초기 시대
Esther Miriam Zimmer는 정통 유대교 배경의 가족으로 뉴욕 Bronx에서 태어난 둘째 아이였습니다. 그녀의 부모는 루마니아에서 이민 온 인쇄소를 운영하던 David Zimmer와 Pauline Geller Zimmer였습니다. 그녀의 형 Benjamin Zimmer는 1923년에 태어났습니다. 대공황의 자녀였던 그녀의 점심은 종종 짜낸 토마토 주스를 얹은 빵 한 조각이었습니다. Zimmer는 히브리어를 배웠고 이 능숙함을 사용하여 Passover 세더를 진행했습니다.
Zimmer는 Bronx의 Evander Childs High School에 다녔고 16세에 졸업했습니다. 그녀는 그 가을부터 뉴욕시의 Hunter College에 다닐 수 있는 장학금을 받았습니다. 대학에서 Zimmer는 처음에 프랑스어나 문학을 공부하고 싶었지만, 여성이 과학 분야에서 경력을 얻기 어렵다고 느낀 교사들의 권고에 반대하여 생화학 분야로 전환했습니다. 그녀는 New York Botanical Garden에서 연구 보조원으로 일했으며, 식물병학자 Bernard Ogilvie Dodge와 함께 Neurospora crassa에 대한 연구에 참여했습니다. 그녀는 1942년 20세의 나이에 우등으로 졸업하여 유전학 학사 학위를 받았습니다.
Hunter에서 졸업한 후, Zimmer는 Carnegie Institution of Washington 나중에 Cold Spring Harbor Laboratory의 Alexander Hollaender의 연구 보조원으로 일하기 위해 갔으며, 여기서 그녀는 N. crassa와 계속 작업했고 유전학의 첫 번째 논문을 발표했습니다. 1944년 그녀는 Stanford University로의 펠로우십을 획득했으며, George Wells Beadle과 Edward Tatum의 보조원으로 일했습니다. 그녀가 Tatum에게 유전학을 가르쳐 달라고 요청했을 때, 그는 처음에 거절했지만 그녀가 Drosophila 초파리 병에서 한 마리의 초파리가 다른 색의 눈을 가진 이유를 알아내도록 했습니다. 그녀가 이를 성공적으로 알아내자 Tatum은 그녀를 자신의 조교로 만들었습니다. 그녀는 나중에 캘리포니아 서쪽으로 여행했고, Stanford University의 Hopkins Marine Station에서 Cornelius Van Niel 아래에서 여름을 보낸 후, 유전학 석사 과정에 입학했습니다. Stanford는 그녀에게 1946년 석사 학위를 수여했습니다. 그녀의 M.A. 논문은 "Para-Aminobenzoic Acid가 결핍된 Neurospora의 돌연변이 균주"라는 제목이었습니다. 같은 해에, 그녀는 당시 Yale University의 Tatum의 학생이던 Joshua Lederberg와 결혼했습니다. Lederberg는 Yale의 Osborne Botanical Laboratory로 옮겼고, 남편이 그곳의 교수가 된 후 University of Wisconsin으로 옮겼습니다. 그곳에서 그녀는 박사 학위 과정을 진행했습니다. 1946년부터 1949년까지, 그녀는 National Cancer Institute로부터 박사 전 펠로우십을 수여받았습니다. 그녀의 논문은 "박테리아 Escherichia coli의 돌연변이 가능성의 유전적 제어"였습니다. 그녀는 R. A. Brink의 감독 아래 1950년에 박사 학위를 완료했습니다.
미생물학 및 유전학에 대한 기여
Lederberg는 1950년대 대부분을 University of Wisconsin에 남아있었습니다. 그곳에서 그녀는 람다 파지를 발견했고, 형질도입과 람다 파지 용원성 사이의 관계에 대한 초기 연구를 수행했고, Luigi Luca Cavalli-Sforza와 함께 E. coli F 생식 인자를 발견했으며 결국 Joshua Lederberg와 함께 발표했고, Joshua Lederberg와 함께 복제 도금법의 첫 번째 성공적인 구현을 고안했으며, 특이적 형질도입의 유전적 메커니즘을 발견하고 이해하는 것을 도왔습니다. 이러한 기여는 20세기 후반에 수행된 많은 유전학 작업의 기초를 마련했습니다. 그녀의 업적으로 인해 그녀는 박테리아 유전학의 개척자로 간주됩니다.
λ 박테리오파지
Esther Lederberg는 λ 박테리오파지를 분리한 첫 번째 사람이었습니다. 그녀는 1951년 박사 과정 중에 처음으로 발견을 보고했으며, 나중에 유전학 저널의 1953년 논문에서 자세한 설명을 제공했습니다. 그녀는 자외선 빛으로 mutagenized된 E. coli K12 균주와 작업하고 있었습니다. 그녀가 돌연변이 균주의 혼합물을 그 부모 E. coli K12 균주와 한천 접시에 배양했을 때, 그녀는 박테리오파지에 의해 야기된 것으로 알려진 플라크를 보았습니다. 박테리오파지의 원천은 부모 K12 균주였습니다. UV 치료는 돌연변이 균주에서 박테리오파지를 "치료"했으며, 부모가 생산한 동일한 박테리오파지에 의한 감염에 민감하게 만들었습니다. 박테리오파지는 λ로 명명되었습니다. 그녀의 연구는 λ가 파지가 E. coli 숙주를 터뜨리기 전에 많은 복사본을 빠르게 만드는 전형적인 생활 양식과 파지가 단지 또 다른 유전적 마커로 E. coli 내에서 조용히 존재하는 대체 생활 양식을 모두 가지고 있음을 보여주었습니다.
Esther와 Joshua Lederberg는 λ가 그것의 잠재적 형태로 E. coli 유전자와 설탕 갈락토스 gal의 대사에 필요한 유전자 근처에 유전적으로 지도화되어 있음을 보여주었습니다. Lederberg 부부는 λ의 유전 물질이 물리적으로 gal 유전자 옆의 염색체에 통합되어 숙주 박테리움의 DNA와 함께 선지자로 복제된다고 제안했습니다. 선지자가 나중에 숙주를 떠나도록 유도될 때, 그것은 숙주 DNA에서 자신을 절제해야 합니다. 때때로, 절제되는 파지 DNA에는 인접한 숙주 DNA가 동반되며, 이는 파지에 의해 새로운 숙주에 도입될 수 있습니다. 이 과정을 특이적 형질도입이라고 합니다.
여러 해에 걸쳐 λ에 대한 그녀의 연구를 발표한 후, Lederberg는 국제 학술 회의에서 그녀의 발견을 발표했습니다. 1957년에, Lederberg는 호주 Canberra의 박테리아 및 바이러스 유전학 심포지움에서 λ 용원성과 특이적 형질도입에 대한 강연을 했습니다. 1958년에, 그녀는 캐나다 Montreal의 제10차 국제 유전학 학술대회에서 gal locus의 미세 구조 지도에 대한 그녀의 발견을 발표했습니다.
박테리아 생식 인자 F
Lederberg의 생식 인자 또는 F 인자의 발견은 알려진 유전적 마커를 가진 다른 E. coli 균주와의 교배로 E. coli 염색체에서 람다 선지자의 위치를 지도화하기 위한 그녀의 실험에서 직접 비롯되었습니다. 일부 교배가 재조합을 생성하지 못했을 때, 그녀는 그녀의 일부 E. coli 균주가 "생식 인자"를 잃었다고 의심했습니다. 그녀 자신의 말로:
이용 가능한 마커를 검사하는 측면에서 ... 데이터는 용원성을 위한 특정 locus가 있음을 보여주었습니다. ... 그러한 연결 고리 [유전적 지도] 연구의 과정에서,... 어느 날, 재조합이 0개 회복되었습니다....나는 부재 시 재조합이 없었던 '생식 인자'의 일종이 있다는 개념을 탐구했습니다. 짧게 말해서, 나는 이를 F로 명명했습니다.
이후 다른 사람들의 작업은 F 인자가 박테리아가 접촉을 통해 수용자 박테리아에 DNA를 기증할 수 있게 해주는 유전자를 담고 있는 박테리아 DNA 서열임을 보여주었고, 이 과정을 켤레라고 합니다. F 인자를 암호화하는 DNA 서열은 독립적인 플라스미드로 존재하거나 박테리아 세포의 염색체에 통합될 수 있습니다.
돌연변이의 기원
원본 한천 접시와 같은 기하학적 구성으로 대규모 박테리아 군집을 재현하는 문제는 복제 도금법으로 처음 성공적으로 해결되었으며, Esther와 Joshua Lederberg에 의해 구현되었습니다. 과학자들은 Lederberg 부부가 마침내 성공적으로 구현하기 훨씬 전부터 적어도 10년 동안 신뢰할 수 있는 해결책을 찾기 위해 애써왔습니다. 방법론의 덜 효율적인 전신은 이쑤시개, 종이, 철사 브러시 및 다중 프롱 접종 루프였습니다. 전기 작가 Rebecca Ferrell은 Lederberg가 발명한 방법이 아버지의 일터에서 프레스를 사용하는 것에서 영감을 얻었을 가능성이 있으며, 박테리아 군집 접시를 멸균 벨벳에 누르고, 그 후 연구원이 관찰하기를 원하는 원하는 특성에 따라 다양한 성분의 배지 접시에 스탬프를 찍었다고 믿습니다.
Lederberg 부부는 복제 도금법을 사용하여 박테리오파지 및 항생제 내성 돌연변이가 파지 또는 항생제의 부재에서 발생했음을 보여주었습니다. 돌연변이의 자발적 특성은 이전에 Luria와 Delbrück에 의해 입증되었습니다. 그러나 많은 과학자들은 Luria와 Delbrück의 발견의 수학적 논증을 이해하지 못했으며, 그들의 논문은 다른 과학자들에 의해 무시되거나 거부되었습니다. 논쟁은 Lederberg 부부의 간단한 복제 도금 실험으로 해결되었습니다.
Plasmid Reference Center
Esther Lederberg는 1959년 Joshua Lederberg와 함께 Stanford로 돌아왔습니다. 그녀는 1976년부터 1986년까지 Stanford School of Medicine의 Plasmid Reference Center PRC를 지도하며 그녀의 연구 경력의 균형을 유지했습니다. PRC의 이사로서, 그녀는 세계 플라스미드, 트랜스포손 및 삽입 서열의 레지스트리를 조직하고 유지했습니다. 그녀는 IS1 및 Tn1로 시작하여 삽입 서열 및 트랜스포손을 순차적으로 명명하는 시스템을 시작했습니다. 순차적 번호 매김은 그녀의 은퇴 때까지 계속되었습니다.
그녀는 1985년 Stanford Department of Microbiology and Immunology의 직책에서 은퇴했지만, PRC에서의 자원 봉사자로서 자신의 업무를 계속했습니다.
전문 영예
- 1956 Society of Illinois Bacteriologists: Joshua Lederberg와 함께 Pasteur Award
- 1959 호주 Melbourne University에서 박테리아학을 연구하기 위한 Fulbright Fellowship
- American Association for the Advancement of Science의 펠로우
1985년에, Lederberg는 Stanford University의 미생물학 및 면역학 명예 교수로 영예를 받았습니다.
전문적 도전: 성별 차별
미생물학자 Stanley Falkow는 Esther Lederberg에 대해 "실험적으로 방법론적으로 그녀는 실험실의 천재였다"고 말했습니다. 그러나 Esther Lederberg는 선구적 연구 과학자였지만, 1950년대와 1960년대에 여성 과학자로서 상당한 도전에 직면했습니다.
대학원에서 F 인자와 λ의 기초적 발견 이후, Joshua Lederberg는 그녀가 그녀의 발견을 추가로 진행하는 실험을 수행하지 못하도록 했습니다. Esther에 따르면, 그녀의 논문 고문인 Joshua는 그녀가 박사 학위 논문을 마치기를 원했습니다. 그녀의 대학원 고문인 R.A. Brink는 그녀의 발견의 중요성을 인식하지 못했을 수도 있습니다. 그녀가 즉시 그들을 추구할 수 있었다면 그녀의 발견에 대해 완전히 인정받았을 수도 있습니다. 대신, 지연은 독립적 연구 과학자로서의 그녀의 유산에 해를 끼쳤고, 박테리아 성에 대한 그녀의 발견은 이제 주로 남편에게 귀속됩니다. 실제로, 대부분의 교과서는 Esther와 함께 공동으로 이루어진 발견에서 Joshua Lederberg의 역할을 강조합니다. Esther Lederberg가 복제 도금 기술의 개발에 대해 받은 신용의 부족은 여성 과학자의 발견이 그들의 남성 동료에게 부당하게 귀속되는 Matilda effect의 예로 인용되어 왔습니다. Joshua가 1958년 Nobel Prize를 받을 무렵, 그를 모집하고 있던 연구 센터들은 Esther를 독립적 과학자가 아닌 그의 아내이자 연구 보조원으로 보았습니다.
Lederberg는 분자 생물학을 기념하는 1966년 책 Phage and the Origins of Molecular Biology에서 장을 작성하도록 제외되었습니다. 과학 역사가 Prina Abir-Am에 따르면, 그녀의 배제는 박테리오파지 유전학의 중요한 발견으로 인해 "이해할 수 없는" 것이었습니다. Abir-Am은 그녀의 제외를 부분적으로 1960년대에 만연했던 성차별에 귀속시켰습니다.
Luigi Luca Cavalli-Sforza가 나중에 썼듯이, "Dr. Esther Lederberg는 매우 유명한 남편과 함께 일할 수 있는 특권을 누렸습니
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