Roberto Kolter es profesor de microbiología , emérito de la Escuela de Medicina de Harvard , autor y ex presidente de la Sociedad Estadounidense de Microbiología . [1] [2] Kolter ha sido profesor en la Escuela de Medicina de Harvard desde 1983 y fue codirector de la Iniciativa de Ciencias Microbianas de Harvard de 2003 a 2018. [3] Durante el mandato de 35 años del laboratorio Kolter de 1983 a 2018, más de 130 estudiantes de posgrado y postdoctorados exploraron una mezcla ecléctica de temas que gravitan en torno al estudio de los microbios . [4] [5] Kolter es miembro delAsociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y de la Academia Estadounidense de Microbiología . [6]
Roberto Kolter | |
---|---|
Nació | 1953 Guatemala |
Conocido por | biopelículas , fase estacionaria , biosíntesis de antibióticos |
Carrera científica | |
Campos | Microbiología , Genética molecular , Ecología química , Microbiología molecular , Ecología microbiana |
Instituciones | Escuela Médica de Harvard |
Asesor de doctorado | Donald Helinski |
Otros asesores académicos | Charles Yanofsky |
Sitio web | http://gasp.med.harvard.edu/ |
Como profesor emérito, Kolter ha continuado su participación en la ciencia al comunicar la microbiología a un público científico y general. [7] [8] Desde 2016, Kolter ha sido co-bloguero (con Moselio Schaechter ) del popular blog de microbiología, Small Things Considered . [9] De 2014 a 2018, Kolter y Scott Chimileski desarrollaron dos exposiciones en el Museo de Historia Natural de Harvard : World in a Drop , abierta en 2017, y Microbial Life , abierta hasta 2020. [10] En paralelo, Chimileski y Kolter escribieron el libro Life at the Edge of Sight: A Photographic Exploration of the Microbial World ( Harvard University Press , 2017). [7] [11] [12] Durante una entrevista de 2018 en la Universidad EAFIT en Colombia, Kolter explicó que se encuentra “en una fase más contemplativa de su carrera”, y agregó que está disfrutando de “poder ejercitar un poco más el ' Ph '(Filosofía) de mi doctorado ". [8]
Vida temprana, educación y carrera académica
Kolter nació y se crió en Guatemala . [9] Recibió una Licenciatura en Ciencias Licenciatura en Biología de la Universidad Carnegie Mellon en 1975 y un doctorado en Biología por la Universidad de California en San Diego en 1979. [7] Él era entonces un Helen Hay Whitney postdoctoral en la Universidad de Stanford con Charles Yanofsky de 1980 a 1983. [7] Kolter se unió a la facultad de la Facultad de Medicina de Harvard como profesor asistente en 1983, fue ascendido a profesor asociado en 1989, profesor en 1994 y se convirtió en profesor emérito tras su retiro de la dirección de un laboratorio de investigación en 2018. [7]
Investigar
Resumen
Las actividades de investigación del laboratorio de Kolter en la Escuela de Medicina de Harvard de 1983 a 2018 abarcaron varias líneas paralelas importantes de investigación y abarcaron muchos subcampos interrelacionados de la microbiología. [5] [7] El tema principal del laboratorio fue utilizar enfoques genéticos para estudiar los procesos fisiológicos (y las propiedades emergentes asociadas ) que las bacterias han desarrollado para responder a condiciones estresantes en el medio ambiente, como la inanición o la limitación de nutrientes, o como resultado de interacciones ecológicas con otros organismos vivos. [7] [13] La naturaleza ecléctica del programa de investigación de Kolter también fue el resultado de su política de alentar a los científicos postdoctorales a explorar intereses independientes. [5] En una entrevista con Nature en 2015, Kolter fue citado sobre este estilo de tutoría: "Dejo que los postdoctorados exploren lo que quieren explorar, siempre que esté dentro de la esfera de mi interés". [5]
En total, Kolter ha sido coautor de más de 250 artículos de investigación y otros artículos académicos que, en conjunto, han sido citados más de 50.000 veces. [7] [14] [15] El grupo de investigación de Kolter fue influyente en el estudio de los sistemas de transporte bacteriano conocidos como exportadores ABC , publicó algunos de los primeros ejemplos de evolución experimental a través de investigaciones de la fase estacionaria del crecimiento bacteriano , [7] [16 ] [17] [18] y fue fundamental en los estudios genéticos de bacterias adheridas a superficies (que viven dentro de comunidades llamadas biopelículas ). [19] [20] El laboratorio popularizó el concepto de formación de biopelículas bacterianas como procesos microbianos multicelulares o de desarrollo , [21] [22] [23] y fue pionero en estudios genéticos de diferenciación celular , señalización [24] y división del trabajo en bacterias. . [25] [26] [27] Además, su grupo ha trabajado en otros aspectos de la fisiología bacteriana, [28] la domesticación de cepas de bacterias de laboratorio, [29] ecología del microbioma, [30] [31] [32] [ 33] interacciones entre plantas y bacterias, [34] [35] [36] procesos de respiración bacteriana, [37] y descubrimiento de compuestos bioactivos. [38] [39] [40] [41]
Algunas de las contribuciones científicas importantes de Kolter se clasifican a continuación en orden cronológico.
Principales temas de investigación
Regulación de la replicación del ADN
Como estudiante de posgrado, la investigación de Kolter proporcionó evidencia temprana de lo que se llamó la " hipótesis del replicón " , propuesta por Jacob, Brenner y Cuzin en 1962. [42] Su trabajo definió un origen de la replicación del ADN que condujo al desarrollo de muchas clonaciones suicidas. vectores todavía en uso hoy.
- Kolter, R; Helinski, DR (1978). "Construcción de derivados del plásmido R6K in vitro: caracterización de la región de replicación de R6K". Plásmido . 1 (4): 571–80. doi : 10.1016 / 0147-619X (78) 90014-8 . PMID 372982 .
- Kolter, R; Inuzuka, M; Helinski, DR (diciembre de 1978). "Replicación dependiente de la transcomplementación de un fragmento de origen de bajo peso molecular del plásmido R6K". Celular . 15 (4): 1199–208. doi : 10.1016 / 0092-8674 (78) 90046-6 . PMID 728998 . S2CID 20082813 .
- Kolter, R; Helinski, DR (1982). "Replicación del ADN del plásmido R6K. II. Se requieren repeticiones directas de secuencia de nucleótidos para un origen gamma activo". J Mol Biol . 161 (1): 45–56. doi : 10.1016 / 0022-2836 (82) 90277-7 . PMID 6296394 .
Exportadores de biosíntesis de antibióticos peptídicos y ABC
Como nuevo miembro de la facultad de la Facultad de Medicina de Harvard en la década de 1980, el grupo de investigación de Kolter utilizó Escherichia coli como organismo modelo para comprender la genética molecular de la biosíntesis de antibióticos . Durante el transcurso de este trabajo, el grupo fue uno de los primeros en caracterizar a los exportadores ABC , hoy conocido por ser uno de los sistemas de proteínas de membrana más importantes que mueven moléculas a través de la membrana celular.
- Gilson, L; Mahanty, HK; Kolter, R. (1990). "Análisis genético de un sistema de exportación similar a MDR: la secreción de colicina V" . EMBO J . 9 (12): 3875–84. doi : 10.1002 / j.1460-2075.1990.tb07606.x . PMC 552155 . PMID 2249654 .
- Fath, MJ; Kolter, R. (1993). "Transportadores ABC: exportadores de bacterias" . Microbiol. Rev . 57 (4): 995–1017. doi : 10.1128 / mmbr.57.4.995-1017.1993 . PMC 372944 . PMID 8302219 .
- Yorgey, P; Lee, J; Kördel, J; Vivas, E; Warner, P; Jebaratnam, D; Kolter, R (1994). "Las modificaciones postraduccionales en la microcina B17 definen una clase adicional de inhibidor de la ADN girasa" . Proc Natl Acad Sci USA . 91 (10): 4519–23. Código Bibliográfico : 1994PNAS ... 91.4519Y . doi : 10.1073 / pnas.91.10.4519 . PMC 43817 . PMID 8183941 .
Fisiología y evolución durante la fase estacionaria
A finales de la década de 1980, el grupo de investigación de Kolter se interesó por las bacterias que vivían en la fase estacionaria del ciclo de crecimiento, un estado más parecido a las condiciones naturales que experimentan las bacterias en entornos fuera del laboratorio. [43] El grupo descubrió sistemas reguladores exclusivos de las células en este estado de no crecimiento y descubrió que los mutantes con mayor aptitud en la fase estacionaria evolucionaron y rápidamente se apoderaron de los cultivos. [16] [17] [44] El Zambrano et al. El artículo de 1993 que publicó este hallazgo fue uno de los primeros ejemplos de evolución ocurrida en el laboratorio, o evolución experimental . [18]
- Almirón, M; Link, AJ; Furlong, D; Kolter (1992). "Escherichia coli". Genes Dev . 6 (12B): 2646–54. doi : 10.1101 / gad.6.12b.2646 . PMID 1340475 .
- Siegele, D; Kolter, R (1992). "Vida después del registro" . J Bacteriol . 174 (2): 345–348. doi : 10.1128 / jb.174.2.345-348.1992 . PMC 205722 . PMID 1729229 .
- Zambrano, MM; Siegele, DA; Almirón, M; Tormo, A; Kolter (1993). " Mutantes de Escherichia coli que se apoderan de cultivos en fase estacionaria" . Ciencia . 259 (5102): 1757–60. Código Bibliográfico : 1993Sci ... 259.1757M . doi : 10.1126 / science.7681219 . PMID 7681219 . S2CID 680360 .
- Kolter, R; Siegele, DA; Tormo, A (1993). "La fase estacionaria del ciclo de vida bacteriano". Annu Rev Microbiol . 47 : 855–74. doi : 10.1146 / annurev.mi.47.100193.004231 . PMID 8257118 .
- Zambrano, MM; Kolter, R (1996). "GASPing de por vida en fase estacionaria". Celular . 86 (2): 181–4. doi : 10.1016 / s0092-8674 (00) 80089-6 . PMID 8706122 . S2CID 13569021 .
Biofilms bacterianos
En la década de 1990, el grupo de Kolter comenzó a centrarse en la regulación y los componentes genéticos de las comunidades de bacterias asociadas a la superficie llamadas biopelículas . Antes de eso, se habían descubierto biopelículas y se habían estudiado en el contexto de la bioincrustación y en soluciones de ingeniería para prevenir la bioincrustación, [45] [46] [47] pero la genética de la formación de biopelículas estaba inexplorada y la mayoría de los microbiólogos no veían la formación de biopelículas como una proceso fisiológico de las células bacterianas. [48] [49] [50] El laboratorio descubrió los principales sistemas reguladores que sustentan el desarrollo de biopelículas [51] [52] y caracterizó materiales clave dentro de la matriz extracelular de biopelículas utilizando especies modelo como Pseudomonas aeruginosa , [53] [54] [55] Escherichia coli , [56] Vibrio cholerae , [57] [58] y Bacillus subtilis . [59] [60] [61] [62] Las biopelículas microbianas se han convertido desde entonces en un campo importante de la microbiología, reconocido como un estilo de vida predominante de los microbios en la naturaleza, con relevancia para la medicina y las infecciones causadas por bacterias patógenas . [63] [64]
- O'Toole, GA; Kolter, R (1998). "El inicio de la formación de biopelículas en Pseudomonas fluorescens WCS365 procede a través de múltiples vías de señalización convergentes: un análisis genético". Mol Microbiol . 28 (3): 449–61. doi : 10.1046 / j.1365-2958.1998.00797.x . PMID 9632250 . S2CID 43897816 .
- O'Toole, GA; Flagelar, Kolter R. (1998). " Desarrollo de biopelículas de Pseudomonas aeruginosa ". Mol Microbiol . 30 (2): 295-304. doi : 10.1046 / j.1365-2958.1998.01062.x . PMID 9791175 . S2CID 25140899 .
- O'Toole, G; Kaplan, HB; Kolter, R (2000). "Formación de biopelículas como desarrollo microbiano". Annu Rev Microbiol . 54 : 49–79. doi : 10.1146 / annurev.micro.54.1.49 . PMID 11018124 .
- Branda, SS; González-Pastor, JE; Ben-Yehuda, S; Losick, R; Kolter, R (2001). "Formación de cuerpos fructíferos por Bacillus subtilis " . Proc Natl Acad Sci USA . 98 (20): 11621–6. Código bibliográfico : 2001PNAS ... 9811621B . doi : 10.1073 / pnas.191384198 . PMC 58779 . PMID 11572999 .
Interacciones microbianas intraespecies, diferenciación celular y división del trabajo
Otro cuerpo de investigación surgió del trabajo sobre biopelículas en el grupo Kolter en colaboración con el laboratorio de Richard Losick : el descubrimiento de que subpoblaciones de diferentes tipos de células funcionales se desarrollan dentro de biopelículas de una sola especie de la bacteria Bacillus subtilis . Se encontró que algunas células expresan genes de motilidad, otras de esporulación , canibalismo, producción de surfactante o secreción de matriz extracelular . [26] Se encontraron algunos tipos de células localizadas en grupos en diferentes ubicaciones físicas y puntos de tiempo durante el desarrollo de la biopelícula. [25] Otro estudio del grupo en 2015 mostró que los comportamientos colectivos como la migración grupal a través de una superficie pueden surgir debido a las interacciones entre múltiples tipos de células. [27]
- Vlamakis, H; Aguilar, C; Losick, R; Kolter, R (2008). "Control del destino celular mediante la formación de una comunidad bacteriana arquitectónicamente compleja" . Genes Dev . 22 (7): 945–53. doi : 10.1101 / gad.1645008 . PMC 2279205 . PMID 18381896 .
- López, D; Vlamakis, H; Losick, R; Kolter, R (2009). "Señalización paracrina en una bacteria" . Genes Dev . 23 (14): 1631-1638. doi : 10.1101 / gad.1813709 . PMC 2714712 . PMID 19605685 .
- López, D; Vlamakis, H; Losick, R; Kolter, R (2009). "El canibalismo mejora el desarrollo de biopelículas en Bacillus subtilis " . Mol Microbiol . 74 (3): 609–618. doi : 10.1111 / j.1365-2958.2009.06882.x . PMC 2983100 . PMID 19775247 .
- van Gestel, J; Vlamakis, H; Kolter; Colectivos, Cell (2015). " Bacillus subtilis utiliza la división del trabajo para migrar" . PLOS Biol . 13 (4): 4. doi : 10.1371 / journal.pbio.1002141 . PMC 4403855 . PMID 25894589 .
- Lyons, NA; Kraigher, B; Stefanic, P; Mandic-Mulec, yo; Kolter (2016). "Bacillus subtilis" . Curr Biol . 26 (6): 733–42. doi : 10.1016 / j.cub.2016.01.032 . PMC 4803606 . PMID 26923784 .
Interacciones microbianas entre especies
Gran parte del trabajo más reciente de Kolter se centró en las interacciones entre varias especies en comunidades mixtas, ya que normalmente existen en entornos naturales. Este trabajo ha producido varios estudios influyentes sobre las propiedades emergentes y los comportamientos sociales de los microbios al interactuar con otras especies.
- Hogan, DA; Kolter, R (2002). " Interacciones de Pseudomonas - Candida : un papel ecológico de los factores de virulencia". Ciencia . 296 (5576): 2229–32. Código Bibliográfico : 2002Sci ... 296.2229H . doi : 10.1126 / science.1070784 . PMID 12077418 . S2CID 23124129 .
- Shank, EA; Klepac-Ceraj, V; Collado-Torres, L; Powers, GE; Losick, R; Kolter (2011). “Las biopelículas que forman Bacillus subtilis están mediadas principalmente por miembros de su propio género” . Proc Natl Acad Sci USA . 108 (48): E1236–43. doi : 10.1073 / pnas.1103630108 . PMC 3228442 . PMID 22074846 .
- Traxler, MF; Watrous, JD; Alexandrov, T; Dorrestein, PC; Kolter, R (2013). "Las interacciones entre especies estimulan la diversificación del metaboloma secretado por Streptomyces coelicolor " . mBio . 4 (4): 4. doi : 10.1128 / mbio.00459-13 . PMC 3747584 . PMID 23963177 .
- Segev E, Wyche TP, Kim KH, Petersen J, Ellebrandt C, Vlamakis H, Barteneva N, Paulson JN, Chai L, Clardy J, Kolter R. El intercambio metabólico dinámico gobierna una interacción entre algas y bacterias marinas. 2017. eLife.
- Lyons NA, Kolter R. Bacillus subtilis protege los bienes públicos extendiendo la discriminación por parentesco a especies estrechamente relacionadas. mBio. 2017; 8 no. 4e00723-17.
Comunicación de la ciencia microbiana al público
Kolter es un defensor y participante en la comunicación de la ciencia microbiana a microbiólogos y audiencias no científicas que inician su carrera. [7] Su trabajo en esta área comenzó durante su mandato como codirector de la Iniciativa de Ciencias Microbianas de Harvard de 2003 a 2018. En este cargo, Kolter organizó una conferencia pública anual en Cambridge, Massachusetts sobre temas de relevancia general, como microbios. alimentos y bebidas como queso, sake y vino. [65] Su trabajo en la comunicación científica se intensificó en los años previos a su jubilación y ahora como profesor emérito a través de conferencias invitadas, redacción y proyectos de museos. [8] [66]
Libros
- Germ Stories de Arthur Kornberg , 2007 (fotografía proporcionada) ISBN 1891389513
- March of the Microbes por John Ingraham (autor de un prólogo) ISBN 0674064097
- Microbios y evolución: el mundo que Darwin nunca vio , 2012, coeditado con Stanley Maloy, American Society of Microbiology Press, ISBN 1891389513
- Life at the Edge of Sight: A Photographic Exploration of the Microbial World , 2017, en coautoría con Scott Chimileski, Harvard University Press, ISBN 067497591X
Exposiciones del museo
Desde 2014 hasta 2018, Kolter y Scott Chimileski encabezaron dos exposiciones públicas en el Museo de Historia Natural de Harvard . [7] [11] Mundo en una gota: Exploraciones fotográficas de la vida microbiana fue una exposición artística que contó con imágenes producidas a través de la colaboración de Chimileski y Kolter, y estuvo abierta desde agosto de 2017 hasta enero de 2018. [67] Posteriormente, Vida microbiana: Un universo at the Edge of Sight se inauguró en febrero de 2018 como una importante exposición especial respaldada por la Fundación Alfred P. Sloan . Kolter y Chimileski son curadores invitados de Microbial Life y la exposición permanece abierta hasta marzo de 2020. [10] Estas exposiciones han viajado internacionalmente en el Eden Project en el Reino Unido y la Universidad EAFIT en Medellín, Colombia , entre otros lugares. [7] [8] [68] [69] [70]
Chimileski y Kolter también fueron asesores y contribuyeron con imágenes para Invisible Worlds en el Eden Project , una exposición permanente patrocinada por Welcome Trust . [71] Sus imágenes fijas y de lapso de tiempo se presentaron en la Exposición Mundial de Bacterias en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford en 2018, y en el Mundo Invisible: Intersecciones de Arte y Ciencia en el Museo David J. Sencer CDC en Atlanta. Georgia en 2019.
Enseñanza y edición
Kolter tiene un largo historial de enseñanza en la Universidad de Harvard y en cursos internacionales de verano. En Harvard enseñó Biofilm Dynamics y actualmente está desarrollando un Massive Open Online Course con HarvardX sobre fermentación y alimentos microbianos . [72] Es instructor habitual en el curso de diversidad microbiana en el laboratorio de biología marina en Woods Hole, Massachusetts , el curso de microbiología de verano EMBO- FEBES en Spetses, Grecia y la escuela de verano John Innes / Rudjer Bošković en microbiología molecular aplicada en Dubrovnik. , Croacia . [7] En 2000, recibió el premio ASM International Professorship Award. [7]
Kolter ha sido el editor de portada del Journal of Bacteriology desde 1999 y anteriormente estuvo en el Board of Reviewing Editors for Science , mBio y eLife . [7] [73]
Fuentes
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enlaces externos
- La ciencia importa con Roberto Kolter: Fascinado por un mundo invisible , por la Escuela de Medicina de Harvard
- Conferencia de apertura de la exposición Microbial Life en 2018 en el canal de YouTube del Museo de Historia de Harvard
- Las selvas microbianas por todo el lugar (y tú) , una animación TED-ED sobre biopelículas
- Biofilm Up Close , imagen ganadora del premio FASEB Bioart en The Scientist en 2016
- Turning Point: Roberto Kolter , una entrevista de Nature Jobs en 2015 sobre puntos de vista sobre la formación de becarios postdoctorales
- Un mundo feliz: evolución reciente de un patógeno transmitido por insectos , un seminario impartido por el Dr. Kolter en 2017 en los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.
- ¿Por qué escribir? Comunicar sus resultados para ampliar el conocimiento científico , un seminario de redacción realizado en la sede de la ASM en 2010
- Biología de las comunidades microbianas , entrevista en 2007 con JoVE
- The Undiscovered Planet , un artículo sobre la iniciativa de ciencia microbiana en la revista Harvard en 2007
- Enlace a todas las publicaciones de Kolter en PubMed y Google Scholar