Морская биологическая лаборатория

Морская биологическая лаборатория

Лилли Лаборатория
Учредил	1888  ( 1888 )
Тип исследования	Чистые и прикладные исследования
Область исследований	Биология
Директор	Нипам Патель
Адрес	ул. МБЛ, 7
Расположение	Вудс-Хоул , Массачусетс , США 41 ° 31'34,40 дюйма с.ш. 70 ° 40'22,40 дюйма з.д.
Почтовый индекс	02543-1015
Псевдоним	МБЛ
Принадлежности	Чикагский университет
Веб-сайт	www .mbl .edu

Морская биологическая лаборатория ( MBL ) — международный центр исследований и образования в области биологических наук и наук об окружающей среде. Основанный в Вудс-Хоул, штат Массачусетс , в 1888 году, MBL является частной некоммерческой организацией, которая была независимой на протяжении большей части своей истории, но официально стала филиалом Чикагского университета 1 июля 2013 года. Он также сотрудничает со многими другими учреждениями.

По состоянию на 2023 год 60 лауреатов Нобелевской премии были связаны с MBL в качестве студентов, преподавателей или исследователей. работало 137 Кроме того, с 1960 года в Медицинском институте Говарда Хьюза исследователей, молодых ученых, международных исследователей и профессоров; 306 членов Национальной академии наук ; и 236 членов Американской академии искусств и наук, связанных с лабораторией.

История

19 век

Морская биологическая лаборатория выросла из идеи нескольких бостонцев и Спенсера Фуллертона Бэйрда , первого комиссара по рыболовству в США (правительственного чиновника, занимающегося вопросами использования рыболовства ). Бэрд основал в Вудс-Хоуле исследовательскую станцию ​​Комиссии по рыболовству США в 1882 году и намеревался превратить ее в крупную лабораторию. Он предложил Алфеусу Хаятту перенести свою лабораторию и школу морской биологии, которые он основал в доме Норвуд-Хайатт в Аннискваме, штат Массачусетс , в Вудс-Хоул. Вдохновленный гарвардского биолога Луи Агассиса недолговечной экспериментальной летней школой , Школой естественной истории Андерсона на острове Пеникесе , недалеко от побережья Вудс-Хоул, Хаятт принял предложение. На 10 000 долларов, собранных Бостонской ассоциацией женского образования и Бостонским обществом естественной истории , была куплена земля, построено здание, и MBL был зарегистрирован вместе с Хаяттом в качестве первого президента попечительского совета. Комиссия по рыболовству предоставила решающую поддержку, включая морские организмы и проточную морскую воду.

Объекты 1899 года

Резиденция

Лаборатория, инкубаторий, аквариум и музей.

Профессор Чикагского университета Чарльз Отис Уитмен , эмбриолог, также был назначен первым директором MBL. Уитмен считал, что «при прочих равных условиях исследователь всегда является лучшим инструктором», и подчеркивал необходимость совмещения исследований и обучения в новой лаборатории. Первый летний курс MBL представлял собой шестинедельное введение в зоологию беспозвоночных; также были предложены условия для посещения летних следователей.

Библиотека MBL была основана в 1889 году, ученая и будущий попечитель MBL Корнелия Клэпп библиотекарем работала . В 1899 году MBL начал издавать «Биологический бюллетень» , научный журнал, который до сих пор издается в MBL.

Гертруда Стайн , позже известная как писательница и коллекционер произведений искусства, летом 1897 года приняла участие в курсе эмбриологии MBL, а ее брат Лео принял участие в курсе беспозвоночных.

20 век

Попечители Морской биологической лаборатории в 1934 году. Одинокая женщина, Корнелия Клэпп , стоит в центре первого ряда.

В своей статье 1972 года Льюис Томас объяснил и похвалил природу MBL как научного учреждения. Он писал об этом в своей постоянной колонке в Медицинском журнале Новой Англии под названием «Заметки биолога» в выпуске под названием «MBL»; Позднее эссе было собрано в том под названием « Жизнь клетки: заметки наблюдателя за биологией» . Он сказал о MBL того дня: «Сегодня это уникальный национальный центр биологии в этой стране; это Национальная биологическая лаборатория, которая официально не обозначена (или пока не финансируется) как таковая. Ее влияние на рост и развитие биологической науки было эквивалентно количеству многих университетов страны вместе взятых, поскольку каждое лето в нем отбирались научные таланты со всего мира для исследований и преподавания […] Кто-то насчитал тридцать нобелевских лауреатов, которые работали в MBL в. один В то или иное время удивительно, что такое учреждение, оказывающее такое большое влияние на академическую науку, смогло оставаться настолько абсолютно автономным. Разумеется, у него есть различного рода связи, договоренности с внешними университетами по определенным программам последипломной подготовки. и он деликатно, несколько двусмысленно связан с Океанографическим институтом Вудс-Хоул , расположенным неподалеку. Но он никогда не находился под доминированием какого-либо внешнего учреждения или правительственного агентства, и ему никогда не указывали, что делать, какая-либо внешняя группа. […] Невозможно предсказать, каким будет будущее такого учреждения, как MBL. Так или иначе, оно будет развиваться. Вскоре он может перейти в новую фазу с круглогодичной программой обучения и исследований и круглогодичным персоналом, но ему придется добиться этого, не ставя под угрозу огромную силу своих летних программ, иначе весь институциональный ад разразится. . Ей придется найти новые пути взаимодействия с университетами, если ее программы последипломного образования хотят расширяться должным образом. Ему придется развивать новые симбиотические отношения с Океанографическим институтом, поскольку на кону обоих мест очень многое поставлено на карту. И ему придется найти больше денег, гораздо больше — таких денег, которыми обладают только федеральные правительства, — не теряя при этом никакой собственной инициативы. В ближайшие годы за этим местом будет интересно наблюдать».

21 век

Объекты 2023 года

Лаборатория Роу

Лаборатория Леба

C.V. Starr Laboratory

Здание Своупа (резиденции)

MBL официально стал филиалом Чикагского университета 1 июля 2013 года. В целях дальнейшего научного исследования и образования членство основывается на исторических связях с университетом, поскольку в первые четыре десятилетия MBL возглавляли преподаватели Чикагского университета. Президент университета возглавляет попечительский совет MBL и по его совету назначает его членов. Лаборатория — некоммерческая корпорация штата Массачусетс, единственным членом которой является университет.

В сентябре 2018 года Нипам Патель стал директором Морской биологической лаборатории. сменивший Хантингтона Ф. Уилларда .

Исследовать

Персонал

В MBL работает около 250 сотрудников, работающих круглый год, около половины из которых — ученые и научный вспомогательный персонал. Ежегодно к ним присоединяются более 500 приглашенных ученых, летних сотрудников и научных сотрудников из сотен учреждений по всему миру, а также большое количество преподавателей и студентов, участвующих в курсах MBL (в 2016 году 550 студентов из 333 учреждений и 58 стран).

По состоянию на 2022 год 60 лауреатов Нобелевской премии были связаны с MBL в качестве студентов, преподавателей или исследователей. Кроме того, с 1960 года в нем работало 137 исследователей Медицинского института Говарда Хьюза , молодых ученых, международных исследователей и профессоров; 306 членов Национальной академии наук ; и 236 членов Американской академии искусств и наук, связанных с лабораторией.

Удобства

Постоянными исследовательскими центрами MBL являются Центр регенеративной биологии и тканевой инженерии Юджина Белла , Центр экосистем и Центр сравнительной молекулярной биологии и эволюции Жозефины Бэй Пол . MBL Приглашенные ученые сотрудничают с Центром Уитмена . В число ученых Центра Уитмена входят более 100 ведущих исследователей из академических учреждений по всему миру. Другие ресурсы включают Центр морских ресурсов, современное учреждение для поддержания, культивирования и предоставления водных и морских организмов, необходимых для биологических, биомедицинских и экологических исследований; и Национальный ресурс Xenopus , который занимается разведением и сохранением Xenopus генетических запасов (лягушек); и проводит обучение в области разведения Xenopus, клеточной биологии, визуализации, генетики, трансгенеза и геномики.

MBL разделяет библиотеку MBLWHOI с Океанографическим институтом Вудс-Хоул . Библиотека MBLWHOI содержит печатные и электронные коллекции по биологическим, биомедицинским, экологическим и океанографическим наукам, а также содержит растущую архивную коллекцию, включая фотографии и видео из истории MBL. Библиотека также реализует проекты в области оцифровки и информатики.

Исследовать

Исследования в MBL сосредоточены на четырех темах:

• фундаментальные биологические исследования, часто использующие морские организмы в качестве новых модельных систем, включая исследования в области регенеративной биологии, нейробиологии, сенсорной физиологии, сравнительной эволюции и геномики;
• изучение микробиомов, микробного разнообразия и экологии в различных океанических и наземных средах обитания;
• визуализация и вычисления;
• наука об экосистемах и изменении климата, а также адаптация организмов к изменяющейся окружающей среде.

Клеточная биология, развитие и репродуктивная биология

Клеточная биология, биология развития и репродуктивная биология были центральной частью программ MBL с 1890-х годов. Важные открытия в этих областях в MBL были сделаны в 1899 году, когда Жак Леб продемонстрировал искусственный партеногенез в яйцах морских ежей; до 1905 года, когда Эдвин Грант Конклин впервые определил цитоплазматические области яйцеклетки, которые запрограммированы на формирование определенных тканей или органов; до 1916 года, когда Фрэнк Рэттрей Лилли определил циркулирующие гормоны, влияющие на половую дифференциацию (Lillie, 1944). В первые два десятилетия существования MBL цитологи Эдмунд Бичер Уилсон , Нетти Стивенс и другие установили связь между хромосомами и менделевской наследственностью, в то время как коллега Уилсона как из MBL, так и из Колумбийского университета, Томас Хант Морган , положил начало экспериментальной генетике (Pauly, 2000). :158). Кейт Р. Портер , которого многие считают основоположником современной клеточной биологии благодаря его новаторским работам по тонкой структуре клеток, включая открытие микротрубочек , проводил исследования в MBL, начиная с 1937 года, и руководил лабораторией с 1975-го. 77 (Барлоу и др., 1993: 95-115).

MBL также является испытательным полигоном для новых технологий в области микроскопии и визуализации. Наличие передовых инструментов визуализации на курсах перспективных исследований MBL ставит преподавателей и студентов в авангарде экспериментов. Выдающийся ученый MBL Осаму Симомура , присоединившийся к MBL в 1983 году, был удостоен Нобелевской премии по химии 2008 года за открытие зеленого флуоресцентного белка (GFP) в начале 1960-х годов, которое привело к разработке революционных методов визуализации живых клеток и их компоненты. Инновации заслуженного учёного-резидента Шиньи Иноуэ в области микроскопии поляризованного света и видеоизображения, начиная с 1950-х годов, сыграли важную роль в выяснении клеточных процессов митоза , включая его открытие веретенообразных волокон .

MBL уже давно является центром мировых экспертов в области деления клеток. В начале 1980-х годов Тим Хант , Джоан Рудерман и другие сотрудники MBL идентифицировали первый из класса белков, регулирующих цикл клеточного деления ( циклин ). За эту работу Хант был удостоен Нобелевской премии в 2001 году (Hunt, 2004). В 1984 году Рон Вейл , Майкл Шитц , Джо ДеДжоргис и другие во время летних исследований MBL открыли кинезин , моторный белок, участвующий в митозе и других клеточных процессах. Вейл, Шитц и Джеймс Спудич получили в 2012 году премию Ласкера за фундаментальные медицинские исследования за открытия, связанные с молекулярными моторами. В 1991 году израильский ученый Аврам Гершко начал приезжать в MBL, чтобы изучить роль белка убиквитина в делении клеток. В 2004 году Гершко получил Нобелевскую премию за работу по установлению основного механизма деградации белков, опосредованной убиквитином.

Большая часть ведущих биологов развития в Соединенных Штатах, как исторически, так и сегодня, участвовали в курсе эмбриологии MBL в качестве директоров, преподавателей или студентов. Одним из преимуществ является расположение Вудс-Хоул и наличие морских организмов, особенно морских ежей , которые идеально подходят для эмбриологического анализа, поскольку они откладывают почти прозрачные яйца, которые оплодотворяются и развиваются снаружи. В первые десятилетия после основания курса в 1893 году его преподаватели стали пионерами направлений исследований, которые остаются центральными и сегодня, включая изучение цитоплазматической локализации яиц; линия эмбриональных клеток (важная в современных стволовых клеток исследованиях ); и эволюционная биология развития (сегодня называемая «эво дево»). Некоторые выдающиеся эмбриологи, руководившие или соруководившие курс:

• Чарльз Отис Уитмен (1893–1895)
• Фрэнк Рэттрей Лилли (1896–1903)
• Виктор Гамбургер (1942–1945)
• Джеймс Д. Эберт (1962–1966)
• Эрик Х. Дэвидсон (1972–1974; 1988–1996)
• Рудольф Рафф (1980–1982) (см. Дэвидсон, 1993)
• Майкл Левин (1992–1996)
• Марианна Броннер (1997–2001)
• Алехандро Санчес Альварадо и Ричард Берингер (2012–2016)
• Кэрол Лабонн (2020 – настоящее время)

Регенеративная биология и медицина

В 2010 году MBL основал Центр регенеративной биологии и тканевой инженерии Юджина Белла, где исследователи изучают способность морских и других животных спонтанно регенерировать поврежденные или стареющие части тела. Понимание регенерации тканей и органов у низших животных открывает перспективы для применения в лечении заболеваний человека, включая травмы спинного мозга, диабет, органную недостаточность и дегенеративные нервные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера. Краеугольным камнем Центра Белла является национальный ресурс по исследованию лягушки Xenopus, которая является основной моделью животного, используемой в биомедицинских исследованиях в США. Национальный ресурс Xenopus в MBL финансируется Национальными институтами здравоохранения (MBL Facts).

Нейронаука, нейробиология и сенсорная физиология

Вклад MBL в нейробиологию и сенсорную физиологию значителен, чему сегодня способствуют более 65 приглашенных исследователей и постоянных исследователей в этих областях, а также пять курсов повышения квалификации для аспирантов и аспирантов. MBL стал магнитом для этой дисциплины с тех пор, как Л. Вильямс в 1910 году открыл, а Джон Закари Янг в 1936 году заново открыл гигантский аксон кальмара - нервное волокно, диаметр которого в 20 раз больше, чем самый большой аксон человека. Янг представил эту распространенную в местном масштабе идеальную экспериментальную систему вниманию своего коллеги по MBL К.С. Коула , который в 1938 году использовал ее для регистрации изменений сопротивления, лежащих в основе потенциала действия, что предоставило доказательства того, что ионы, текущие через аксональную мембрану, генерируют этот электрический импульс. В 1938 году Алан Ллойд Ходжкин приехал в MBL, чтобы узнать от Коула о гигантском аксоне кальмара. После Второй мировой войны Ходжкин и Эндрю Хаксли , работавшие в Плимуте, Англия, и используя технику фиксации напряжения, разработанную Коулом, заложили основу для современного понимания электрической активности в нервной системе путем количественного измерения потока ионов через аксональную мембрану. . Ходжкин и Хаксли получили Нобелевскую премию в 1963 году за описание ионной основы нервной проводимости (Barlow et al., 1993: 151-172). Следуя работам Ходжкина и Хаксли, в 1960-х и 1970-х годах Клей Армстронг и другие исследователи MBL описали ряд свойств ионных каналов , которые позволяют ионам натрия и калия переносить электрический ток через клеточную мембрану, а Родольфо Ллинас описал свойства передачи в гигантском синапсе кальмара (Llinas 1999). «Научная карьера» «кальмара Вудс-Хоул», Doryteuthis (ранее Loligo) pealeii , продолжается и сегодня исследованиями аксонального транспорта , гигантского синапса кальмара , геномики кальмаров и молекулярных механизмов болезни Альцгеймера.

Другие морские организмы каждое лето привлекают нейробиологов и нейробиологов в MBL, где заложена история исследований сенсорной физиологии и поведения. Халдан Кеффер Хартлайн , летний исследователь MBL в 1920-х и начале 1930-х годов, открыл несколько основных механизмов функционирования фоторецепторов в ходе своих исследований на мечехвостах. Хартлайн разделил Нобелевскую премию 1967 года с летним коллегой по MBL Джорджем Уолдом , который описал молекулярную основу фоторецепции , показав, что светочувствительный родопсин состоит из ретиналя , слегка модифицированной формы витамина А , соединенного с белком фоторецептора . Еще одному многолетнему исследователю, Стивену В. Каффлеру , приписывают «основание» науки нейробиологии в середине 1960-х годов в Гарвардской медицинской школе, а также он инициировал преподавание нейробиологии в MBL (Barlow et al., 1993:175). -234; 203-234). Альберт Сент-Дьёрдьи (лауреат Нобелевской премии 1937 года) проводил исследования в MBL с 1947 по 1986 год, в первую очередь посвященные биохимической природе мышечных сокращений. В 1950-х и 1960-х годах Фредерик Банг и Джек Левин из MBL обнаружили, что кровь мечехвоста свертывается при воздействии бактериальных эндотоксинов даже в исчезающе малых количествах. В результате этого фундаментального исследования был разработан реагент, лизат амебоцитов Limulus (LAL), который может обнаруживать минимальные количества бактериальных токсинов. ЛАЛ-тест привел к резкому улучшению качества лекарственных средств и биологических препаратов для внутривенного введения.

Экосистемная наука

Исследования экосистем стали круглогодичным занятием MBL в 1962 году с основанием программы «Систематика-Экология» под руководством Мельбурна Р. Каррикера. В 1975 году был основан Экосистемный центр MBL, директором которого стал Джордж Вудвелл. Первоначальное внимание исследований было сосредоточено на глобальном углеродном цикле , и этот акцент сохраняется и сегодня. В Экосистемном центре круглый год работают более 40 ученых, которые изучают различные экосистемы и их реакцию на деятельность человека и изменения окружающей среды. Центр расположен в Вудс-Хоул, но имеет глобальный охват: активные исследовательские площадки расположены в арктической тундре; в лесах, прибрежных и морских районах Новой Англии, Швеции и Бразилии. Экосистемный центр является домом для двух из 26 объектов долгосрочных экологических исследований США (LTER): озеро Тулик , Аляска; и Плам-Айленд, Массачусетс. Ученые Экосистемного центра изучают влияние вырубки лесов и изменений в землепользовании на химию атмосферы, процессы водораздела и прибрежную экологию, антропогенное обогащение планеты в глобальном масштабе. азотный цикл и реакция экосистем на глобальное потепление . Временным директором Экосистемного центра является Энн Гиблин . Бывшими директорами Центра, которые до сих пор входят в научный состав, являются Джерри Мелилло , изучающий биогеохимию наземных экосистем, и Джон Хобби, микробный эколог. Экосистемный центр основан на концепции совместной междисциплинарной науки; общие лабораторные помещения и приборы; и долгосрочный, крупномасштабный, общесистемный взгляд на экосистемные процессы.

Сравнительная геномика, молекулярная эволюция и микробная экология

Центр сравнительной молекулярной биологии и эволюции Жозефины Бэй Пол был основан в MBL в 1997 году, и в настоящее время им руководит Дэвид Марк Уэлч. Сравнивая разнообразные геномы , ученые центра выясняют эволюционные взаимоотношения биологических систем и описывают гены и геномы, имеющие биомедицинское и экологическое значение. микроорганизмы, встречающиеся в широком спектре экосистем, включая микробиом Изучены человека. Митчелл Согин , основатель Центра Бэй Пола, также основал два курса в MBL: Семинар по молекулярной эволюции; а также стратегии и методы анализа структур микробных популяций. В 2003–2004 годах Согин запустил Международную перепись морских микробов — глобальную попытку описать биоразнообразие морских микроорганизмов. Первые результаты этой переписи 2006 года выявили в 10–100 раз больше типов морских микробов, чем ожидалось, и подавляющее большинство из них представляют собой ранее неизвестные малочисленные микроорганизмы, которые теперь называются «редкой биосферой». Другие проекты Центра Бэй Пола сосредоточены на микробах, живущих в экстремальных условиях: от гидротермальные источники в высококислотные экосистемы, что может привести к лучшему пониманию жизни, которая могла бы существовать на других планетах. Деятельность Центра Бэй Пола поддерживается передовым оборудованием для секвенирования ДНК и другим оборудованием для геномики в Центре экологической и эволюционной генетики Кека.

Образовательная программа

MBL предлагает ряд курсов, семинаров, конференций и стажировок в течение года. Центральное место в его программах занимают более 20 курсов повышения квалификации, курсы для аспирантов по различным темам: от физиологии, эмбриологии, нейробиологии и микробиологии до визуализации и вычислений, интегрированных с биологическими исследованиями.

Кроме того, MBL проводит курсы для студентов и аспирантов Чикагского университета и других колледжей и университетов, а также семинары и конференции, в которых в 2016 году приняли участие более 2600 человек.

См. также

• Чикагский университет
• Лаборатория Колд-Спринг-Харбор
• Океанографический институт Скриппса
• Кэтрин Н. Нортон
• Статуя Рэйчел Карсон
• Корнелия Клэпп

Дальнейшее чтение

• Барлоу, Роберт Б., Джон Э. Даулинг и Джеральд Вайсманн, ред. Биологический век: пятничные вечерние беседы в Морской биологической лаборатории. Вудс-Хоул: Морская биологическая лаборатория, 1993. ISBN   0-674-07403-3
• Дэвидсон, Эрик (1993). «Введение», столетний юбилей курса эмбриологии , Морская биологическая лаборатория, 1893–1993 гг. Брошюра, Архив библиотеки MBLWHOI.
• Хант, Тим (2004) «Открытие циклина (I)». Клетка , Том. С116, С63-С64.
• Кенни, Диана Э. и Бориси, Гэри Г. (2009) Томас Хант Морган в Морской биологической лаборатории: натуралист и экспериментатор. Генетика 181: 841-846.
• Лилли, Фрэнк Р. Морская биологическая лаборатория Вудс-Хоул . Чикаго: University Press, 1944. Перепечатано в Biological Bulletin (1988) 174 (приложение).
• Ллинас, Родольфо. Гигантский синапс кальмара: модель химической передачи . Нью-Йорк и Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 1999. ISBN   0-19-511652-6
• Майеншайн, Джейн. Сто лет изучения жизни, 1888–1988: Морская биологическая лаборатория в Вудс-Хоул . Бостон: издательство Jones and Bartlett Publishers, 1989. ISBN 0-86720-120-7.
• Морская биологическая лаборатория, Первый годовой отчет , 1888 г. (С 1909 г. годовой отчет МБЛ публикуется в «Биологическом бюллетене ».)
• Поли, Филип . Управление жизнью: Жак Леб и инженерный идеал в биологии . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 1987. ISBN   0-19-504244-1
• Поли, Филип . Биологи и перспективы американской жизни . Принстон, Нью-Джерси: University Press, 2000. ISBN   0-691-04977-7
• Рейнджер, Рональд, Кейт Р. Бенсон и Джейн Майеншайн, ред. Американское развитие биологии . Филадельфия: Издательство Пенсильванского университета, 1988. ISBN   0-8122-8092-X

Внешние ссылки

• История Морской биологической лаборатории , включая исторические фотографии, экспонаты, видео, аудио, публикации и переписку.
• WHOAS: Сервер открытого доступа Woods Hole , репозиторий научного сообщества Woods Hole.
• Клэпп, Памела. «Корнелия Клэпп и первые годы MBL» . Исторический музей Вудс-Хоул.