Esther Miriam Zimmer Lederberg (18 de diciembre de 1922 - 11 de noviembre de 2006) fue una microbióloga estadounidense y pionera de la genética bacteriana . Descubrió el fago lambda del virus bacteriano y el factor de fertilidad bacteriano F , ideó la primera implementación de réplicas en placas y avanzó en la comprensión de la transferencia de genes entre bacterias mediante transducción especializada .
Lederberg también fundó y dirigió el ahora desaparecido Centro de Referencia de Plásmidos en la Universidad de Stanford , donde mantuvo, nombró y distribuyó plásmidos de muchos tipos, incluidos aquellos que codifican resistencia a antibióticos , resistencia a metales pesados, virulencia , conjugación , colicinas , transposones y otros. factores desconocidos.
Como mujer en un campo dominado por hombres y esposa del premio Nobel Joshua Lederberg , Esther Lederberg luchó por el reconocimiento profesional. A pesar de sus descubrimientos fundamentales en el campo de la microbiología, nunca le ofrecieron un puesto permanente en una universidad. Los libros de texto a menudo ignoran su trabajo y atribuyen sus logros a su marido.
Esther Miriam Zimmer fue la primera de dos hijos nacidos en el Bronx , Nueva York, en una familia de origen judío ortodoxo . [1] Sus padres eran David Zimmer, un inmigrante de Rumania que dirigía una imprenta, [2] y Pauline Geller Zimmer. Su hermano, Benjamin Zimmer, le siguió en 1923. Zimmer era hija de la Gran Depresión y su almuerzo consistía a menudo en un trozo de pan cubierto con el jugo de un tomate exprimido. [1] Zimmer aprendió hebreo y utilizó esta habilidad para realizar el séder de Pesaj. [1]
Zimmer asistió a la escuela secundaria Evander Childs en el Bronx y se graduó en 1938 a la edad de 15 años. [3] Se le concedió una beca para asistir al Hunter College de la ciudad de Nueva York a partir de ese otoño. [2] En la universidad, Zimmer inicialmente quería estudiar francés o literatura, pero cambió su campo de estudio a la bioquímica en contra de la recomendación de sus profesores, quienes sentían que una mujer tendría más dificultades para seguir una carrera en las ciencias. [1] Trabajó como asistente de investigación en el Jardín Botánico de Nueva York , participando en investigaciones sobre Neurospora crassa con el fitopatólogo Bernard Ogilvie Dodge . [1] Recibió una licenciatura en genética, [4] y se graduó cum laude en 1942, a la edad de 19 años. [2]
Después de graduarse de Hunter, Zimmer comenzó a trabajar como asistente de investigación de Alexander Hollaender en la Institución Carnegie de Washington (más tarde Laboratorio Cold Spring Harbor ), donde continuó trabajando con N. crassa y publicó su primer trabajo en genética. [5] En 1944 ganó una beca para la Universidad de Stanford , trabajando como asistente de George Wells Beadle y Edward Tatum . [2] Cuando le pidió a Tatum que le enseñara genética , él inicialmente objetó hasta que le hizo determinar por qué, en una botella de moscas de la fruta Drosophila , una mosca tenía ojos de diferente color que las demás. Esto lo resolvió con tanto éxito que Tatum la convirtió en su asistente técnico . [2] Más tarde viajó al oeste, a California, y después de un verano estudiando en la Estación Marina Hopkins de la Universidad de Stanford con Cornelius Van Niel , ingresó a un programa de maestría en genética. Stanford le otorgó una maestría en 1946. [4] Su tesis de maestría se tituló "Cepas mutantes de neurospora deficientes en ácido paraaminobenzoico". [2] Ese mismo año, se casó con Joshua Lederberg , entonces estudiante de Tatum en la Universidad de Yale . [2] [6] Lederberg se mudó al Laboratorio Botánico Osborn de Yale y luego a la Universidad de Wisconsin después de que su esposo se convirtiera en profesor allí. [2] Allí obtuvo un doctorado. [6] De 1946 a 1949, el Instituto Nacional del Cáncer le concedió una beca predoctoral . [4] Su tesis fue "Control genético de la mutabilidad en la bacteria Escherichia coli ". [7] Completó su doctorado bajo la supervisión de RA Brink en 1950. [1]
Lederberg permaneció en la Universidad de Wisconsin durante la mayor parte de la década de 1950. Fue allí donde descubrió el fago lambda , [8] realizó las primeras investigaciones sobre la relación entre la transducción y la lisogenia del fago lambda , descubrió el factor de fertilidad F de E. coli con Luigi Luca Cavalli-Sforza (finalmente publicó con Joshua Lederberg), [9] ideó la primera implementación exitosa de réplicas en placas con Joshua Lederberg, [10] y ayudó a descubrir y comprender los mecanismos genéticos de la transducción especializada . Estas contribuciones sentaron las bases de gran parte del trabajo genético realizado en la segunda mitad del siglo XX. Por su trabajo, se la considera pionera en genética bacteriana. [11] En 1956, Esther y Joshua Lederberg fueron honrados por sus estudios fundamentales de genética bacteriana por la Sociedad de Bacteriólogos de Illinois, que les otorgó la Medalla Pasteur. [12]
Esther Lederberg fue la primera en aislar el bacteriófago λ . Ella informó por primera vez sobre el descubrimiento en 1951, cuando era estudiante de doctorado, y luego proporcionó una descripción detallada en un artículo de 1953 en la revista Genetics . [13] [8] Ella estaba trabajando con una cepa de E. coli K12 que había sido mutagenizada con luz ultravioleta. Cuando incubó una mezcla de la cepa mutante con su cepa original E. coli K12 en una placa de agar, vio placas , que se sabía que eran causadas por bacteriófagos. La fuente del bacteriófago fue la cepa K12 parental. [8] El tratamiento UV había "curado" el bacteriófago del mutante, haciéndolo sensible a la infección por el mismo bacteriófago que produjo el padre. El bacteriófago recibió el nombre de λ. [14] Sus estudios demostraron que λ tenía un estilo de vida típico en el que el fago rápidamente hacía muchas copias de sí mismo antes de salir del huésped de E. coli y un estilo de vida alternativo en el que el fago existía silenciosamente dentro de E. coli como simplemente otro gen genético. marcador. [13] [15]
Esther y Joshua Lederberg demostraron que λ, en su forma inactiva, estaba mapeado genéticamente cerca de los genes de E. coli necesarios para el metabolismo del azúcar galactosa ( gal ). Los Lederberg propusieron que el material genético de λ se integraba físicamente en el cromosoma junto a los genes gal y posteriormente se replicaba como profago junto con el ADN de la bacteria huésped. [16] [2] Cuando más tarde se le pide al profago que abandone el huésped, debe extirparse del ADN del huésped. Ocasionalmente, el ADN del fago que se escinde va acompañado de ADN del huésped adyacente, que el fago puede introducir en un nuevo huésped. Este proceso se llama transducción especializada . [17]
Tras la publicación de sus estudios sobre λ durante varios años, Lederberg presentó sus hallazgos en conferencias internacionales. En 1957, Lederberg dio una charla sobre lisogenia λ y transducción especializada en el Simposio de Genética Bacteriana y Viral en Canberra , Australia. [18] [2] En 1958, presentó sus hallazgos sobre el mapeo de estructura fina del locus gal en el 10º Congreso Internacional de Genética en Montreal , Canadá. [2]
El descubrimiento de Lederberg del factor de fertilidad (factor F) surgió directamente de sus experimentos para mapear la ubicación del profago lambda en el cromosoma de E. coli mediante cruces con otras cepas de E. coli con marcadores genéticos conocidos. Cuando algunos de los cruces no lograron dar lugar a recombinantes, sospechó que algunas de sus cepas de E. coli habían perdido un "factor de fertilidad". [19] En sus propias palabras:
En términos de probar los marcadores disponibles... los datos mostraron que había un locus específico para la lisogenicidad. ... En el curso de tales estudios de vinculación [mapeo genético],... un día, se recuperaron CERO recombinantes... Exploré la noción de que había algún tipo de 'factor de fertilidad' que, si estaba ausente, no producía ningún resultado. recombinantes. Para abreviar, llamé a esto F. [19]
Trabajos posteriores de otros demostraron que el factor F es una secuencia de ADN bacteriano que alberga genes que permiten a una bacteria donar ADN a una bacteria receptora mediante contacto directo en un proceso llamado conjugación . La secuencia de ADN que codifica el factor F puede existir como un plásmido independiente o integrarse en el cromosoma de la célula bacteriana. [19]
El problema de reproducir colonias bacterianas en masa en la misma configuración geométrica que en la placa de agar original se resolvió con éxito por primera vez mediante réplicas en placas, implementadas por Esther y Joshua Lederberg. [20] Los científicos habían estado luchando por una solución confiable durante al menos una década antes de que los Lederberg la implementaran con éxito. Los precursores menos eficientes de la metodología fueron los palillos de dientes, el papel, los cepillos de alambre y los inoculadores de múltiples puntas. [21] La biógrafa Rebecca Ferrell cree que el método que inventó Lederberg probablemente se inspiró en el uso de la prensa de su padre en su trabajo, presionando una placa de colonias bacterianas sobre terciopelo estéril, después de lo cual se estampaban en placas de medios con diferentes ingredientes, dependiendo de la rasgos deseados que el investigador deseaba observar. [2]
Los Lederberg utilizaron el método de réplica en placas para demostrar que los mutantes resistentes a bacteriófagos y antibióticos surgían en ausencia de fagos o antibióticos. [22] La naturaleza espontánea de las mutaciones fue demostrada previamente por Luria y Delbrück . Sin embargo, muchos científicos no lograron comprender los argumentos matemáticos de los hallazgos de Luria y Delbrück, y otros científicos ignoraron o rechazaron su artículo. La controversia se resolvió mediante el sencillo experimento de réplica de placas de los Lederberg. [23] [21]
Esther Lederberg regresó a Stanford en 1959 con Joshua Lederberg. Permaneció en Stanford durante el resto de su carrera investigadora, dirigiendo el Centro de Referencia de Plásmidos (PRC) en la Facultad de Medicina de Stanford de 1976 a 1986. [24] Como directora del PRC, organizó y mantuvo un registro de los plásmidos del mundo. , transposones y secuencias de inserción . [2] Ella inició el sistema de denominación de secuencias de inserción y transposones secuencialmente comenzando con IS 1 y Tn 1 . [25] [26] La numeración secuencial continuó hasta su jubilación. [25]
Se retiró de su puesto en el Departamento de Microbiología e Inmunología de Stanford en 1985, pero continuó su trabajo en la República Popular China como voluntaria. [27]
El microbiólogo Stanley Falkow dijo de Esther Lederberg que "[e] xperimental y metodológicamente era un genio en el laboratorio". [28] Sin embargo, aunque Esther Lederberg fue una investigadora científica pionera, enfrentó importantes desafíos como mujer científica en las décadas de 1950 y 1960.
Después de sus descubrimientos fundamentales del factor F y λ en la escuela de posgrado, Joshua Lederberg le impidió realizar experimentos adicionales para dar seguimiento a sus descubrimientos. Según Esther, Joshua, como asesor de su tesis, quería que ella terminara su tesis doctoral. Es posible que su asesor en la escuela de posgrado, RA Brink, no haya reconocido la importancia de sus descubrimientos. Es posible que hubiera sido plenamente reconocida por sus descubrimientos si se le hubiera permitido continuar con ellos de inmediato. En cambio, el retraso perjudicó su legado como científica investigadora independiente, y sus hallazgos sobre el sexo bacteriano ahora se atribuyen principalmente a su marido. [29] De hecho, la mayoría de los libros de texto destacan el papel de Joshua Lederberg en los descubrimientos realizados junto con Esther. [12] La falta de crédito que se le da a Esther Lederberg por el desarrollo de la técnica de replicación en placas se ha citado como un ejemplo del efecto Matilda , en el que los descubrimientos realizados por mujeres científicas se atribuyen injustamente a sus colegas masculinos. [30] Cuando Joshua ganó el Premio Nobel en 1958, los centros de investigación que lo estaban reclutando veían a Esther como su esposa y asistente de investigación en lugar de como una científica independiente. [31]
Lederberg fue excluido de escribir un capítulo en el libro de 1966 Phage and the Origins of Molecular Biology , una conmemoración de la biología molecular. Según la historiadora de la ciencia Prina Abir-Am, su exclusión era "incomprensible" debido a sus importantes descubrimientos en la genética de los bacteriófagos. Abir-Am atribuyó su exclusión en parte al sexismo que prevaleció durante la década de 1960. [32]
Como escribió más tarde Luigi Luca Cavalli-Sforza : "La Dra. Esther Lederberg ha disfrutado del privilegio de trabajar con un marido muy famoso. Esto ha sido a veces también un revés, porque inevitablemente no se le ha atribuido tanto crédito como ella". Realmente lo merezco. Sé que muy pocas personas, si es que alguna, han tenido el beneficio de un compañero de trabajo tan valioso como lo ha tenido Joshua". [33] [2] Su esposo Joshua reconoció su trabajo y contribuciones. Cuando la pareja asistió al Simposio de Cold Spring Harbor en 1951, él habló del trabajo doctoral de Esther sobre E. coli y la reconoció como segunda autora. [2] Ferrell señala, sin embargo, que más tarde no reconoció su trabajo cuando escribió un relato autobiográfico de su descubrimiento de la recombinación genética en bacterias. [2]
Lederberg fue una defensora de sí misma y de otras mujeres durante los primeros años de la segunda ola del feminismo . [34] Como muchas otras científicas de la Universidad de Stanford, Lederberg luchó por el reconocimiento profesional. Cuando su marido comenzó su mandato como jefe del departamento de genética de Stanford en 1959, ella y otras dos mujeres presentaron una petición al decano de la facultad de medicina por la falta de profesores femeninos. Finalmente, la nombraron para un puesto docente como profesora asociada de investigación en el departamento de microbiología e inmunología, pero el puesto no era permanente. [1] Según Abir-Am, Esther tuvo que luchar para seguir empleada en Stanford después de divorciarse de Joshua. [35] Más tarde, en 1974, como científica senior, se vio obligada a hacer la transición a un puesto como profesora adjunta de microbiología médica, lo que en realidad fue una degradación. Su nombramiento a corto plazo se renovaría de forma continua y dependía de que obtuviera financiación en forma de subvención. [1]
Lederberg, músico de toda la vida, era un devoto de la música antigua y disfrutaba tocando música medieval, renacentista y barroca con instrumentos originales. [2] [36] Tocaba la flauta dulce y en 1962 fundó la Mid-Peninsula Recorder Orchestra, que toca composiciones desde el siglo XIII hasta el presente. [37]
A Lederberg también le encantaban las obras de Charles Dickens y Jane Austen . Perteneció a sociedades dedicadas al estudio y celebración de estos dos autores, la Sociedad Dickens de Palo Alto y la Sociedad Jane Austen . [38]
Se casó con Joshua Lederberg en 1946; se divorciaron en 1968. [4] En 1989, conoció a Matthew Simon, un ingeniero que compartía su interés por la música antigua. [22] Se casaron en 1993 y permanecieron casados por el resto de su vida. [2]
Murió en Stanford, California, el 11 de noviembre de 2006, de neumonía e insuficiencia cardíaca congestiva a la edad de 83 años. [27]