ロベルト・コルター

ロベルト・コルターはハーバード大学医学部の微生物学教授、名誉教授であり、著者で、アメリカ微生物学会の元会長です。^{[1] [2]}コルターは1983年からハーバード大学医学部の教授であり、2003年から2018年まではハーバード大学の微生物科学イニシアチブの共同ディレクターを務めました。^{[3] 1983年から2018年までの35年間のコルター}研究室の任期中、130人を超える大学院生とポスドク研修生が、微生物の研究にまつわるさまざまなテーマを研究しました。^{[4] [5]コルターは}アメリカ科学振興協会とアメリカ微生物学会のフェローです。^[6]

名誉教授として、コルター氏は科学者や一般の人々に微生物学を伝えることで科学への関与を続けている。^{[7] [8] 2016年以来、コルター氏は}モセリオ・シェヒター氏とともに、人気の微生物学ブログ「Small Things Considered 」の共同ブロガーを務めている。^[9] 2014年から2018年にかけて、コルター氏とスコット・チミレスキ氏は、ハーバード自然史博物館で2つの展覧会「World in a Drop」（2017年開催）と「Microbial Life」（2020年まで開催）を企画した^{。 [10]}並行して、チミレスキ氏とコルター氏は『Life at the Edge of Sight: A Photographic Exploration of the Microbial World』（ハーバード大学出版局、2017年）を執筆した。^{[7] [11] [12]} 2018年にコロンビアのEAFIT大学で行われたインタビューで、コルター氏は「キャリアの中でより思索的な段階にある」と説明し、「博士号の『Ph』（哲学）をもう少し実践できることを楽しんでいる」と付け加えた。^[8]

コルター氏はグアテマラで生まれ育った。^[9] 1975年にカーネギーメロン大学で生物学の理学士号を取得し、 1979年にカリフォルニア大学サンディエゴ校で生物学の博士号を取得した^{。[7]その後}、1980年から1983年までチャールズ・ヤノフスキー氏とともにスタンフォード大学でヘレン・ヘイ・ホイットニー博士研究員を務めた。[7]コルター氏は1983年にハーバード大学医学部の助教授に就任し、1989年に准教授、1994年に教授に昇進し、2018年に研究室の運営を引退して名誉教授となった。^[7]

1983年から2018年までのハーバード大学医学部のコルター研究室の研究活動は、いくつかの主要な並行した研究分野を網羅し、微生物学の多くの相互に関連するサブフィールドにまたがっていた。 ^{[5] [7]}研究室の包括的なテーマは、細菌が飢餓や栄養不足などの環境のストレスの多い条件、または他の生物との生態学的相互作用の結果として進化した生理学的プロセス（および関連する創発的特性）を遺伝学的アプローチで研究することだった。[ 7 ] [ ^{13 ]}コルターの研究プログラムの折衷的な性質は、ポスドク科学者に独立した興味を探求することを奨励するという彼の方針の結果でもあった。^{[5] 2015年の}ネイチャー誌のインタビューで、コルターはこのメンターシップのスタイルについて次のように語っている。「私の興味の範囲内であれば、ポスドクには彼らが探求したいことを探求させます。」^[5]

コルターは合計で250を超える研究論文やその他の学術論文を共著しており、それらの引用回数は合わせて5万回を超えています。^{[7] [14] [15]コルターの研究グループは、} ABCエクスポーターとして知られる細菌輸送システムの研究に影響を与え、細菌増殖の定常期の調査を通じて実験的進化の最も初期の例のいくつかを発表しました。^{[7] [16] [17] [18]また、表面に付着した細菌（}バイオフィルムと呼ばれるコミュニティ内に生息）の遺伝学的研究の基礎を築きました。 ^{[19] [20]}研究室は、細菌バイオフィルム形成を発達的または多細胞微生物プロセスとして普及させ、^{[21] [22] [23]細菌の}細胞分化、シグナル伝達、^[24]および分業に関する遺伝学的研究の先駆者となりました。 ^{[25] [26] [27]}さらに、彼のグループは細菌生理学の他の側面、^[28]細菌の実験室株の栽培、[ ^29]マイクロバイオーム生態学、^{[30] [31] [32]} [ ^33]植物と細菌の相互作用、^{[34] [35] [36]}細菌の呼吸プロセス、^[37]および生理活性化合物の発見に取り組んできました。^{[38] [39] [40] [41]}

コルターの重要な科学的貢献のいくつかは、以下に年代順に分類されています。

大学院生だったコルターの研究は、1962年にジェイコブ、ブレンナー、カジンによって提唱された「レプリコン仮説」と呼ばれるものの初期の証拠を提供しました。 ^[42]彼の研究はDNA複製の起源を定義し、今日でも使用されている 多くの自殺クローンベクターの開発につながりました。

• Kolter, R; Helinski, DR (1978). 「in vitro でのプラスミド R6K 誘導体の構築: R6K 複製領域の特性評価」. Plasmid . 1 (4): 571–80. doi :10.1016/0147-619X(78)90014-8. PMID  372982.
• Kolter , R; Inuzuka, M; Helinski, DR (1978 年 12 月)。「プラスミド R6K 由来の低分子量起源フラグメントのトランス相補性依存性複製」。Cell . 15 (4): 1199–208. doi :10.1016/0092-8674(78)90046-6. PMID  728998. S2CID  20082813.
• Kolter, R; Helinski, DR (1982). 「プラスミド R6K DNA 複製。II. 活性ガンマ起点には直接ヌクレオチド配列の繰り返しが必要である」。J Mol Biol . 161 (1): 45–56. doi :10.1016/0022-2836(82)90277-7. PMID  6296394。

1980年代にハーバード大学医学部に新しく着任したコルターの研究グループは、抗生物質生合成の分子遺伝学を理解するためのモデル生物として大腸菌を利用しました。この研究の過程で、同グループはABCエクスポーターを最初に特徴付けたグループの一つとなりました。ABCエクスポーターは今日、細胞膜を越えて分子を移動させる最も重要な膜タンパク質システムの1つとして知られています。

• Gilson, L; Mahanty, HK; Kolter, R (1990). 「MDR 様エクスポートシステムの遺伝学的解析: コリシン V の分泌」. EMBO J. 9 ( 12): 3875–84. doi :10.1002/j.1460-2075.1990.tb07606.x. PMC  552155. PMID  2249654 .
• Fath, MJ; Kolter, R (1993). 「ABC トランスポーター: 細菌の輸出業者」. 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). 「マイクロシン B17 の翻訳後修飾により DNA ジャイレース阻害剤の新たなクラスが定義される」Proc Natl Acad Sci USA . 91 (10): 4519–23. Bibcode :1994PNAS...91.4519Y. doi : 10.1073/pnas.91.10.4519 . PMC  43817 . PMID  8183941.

1980年代後半、コルターの研究グループは、細菌が実験室外の環境で経験する自然条件に近い、成長サイクルの定常期にある細菌に興味を持ちました。 ^[43]グループは、この非成長状態の細胞に特有の制御システムを発見し、定常期に適応度の高い変異体が進化して急速に培養物を支配していることを発見しました。^{[16] [17] [44]この発見を発表した1993年のザンブラノらの論文は、実験室で起こる進化、つまり}実験的進化の最も初期の例の1つでした。^[18]

• アルミロン、M;リンク、AJ;ファーロング、D;コルター (1992)。 「大腸菌」。遺伝子開発。6 (12B): 2646–54。土井：10.1101/gad.6.12b.2646。PMID  1340475。S2CID 10308477  。
• Siegele, D; Kolter, R (1992). 「ログ後の生命」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). 「定常期培養を支配する大腸菌変異体」. Science . 259 (5102): 1757–60. Bibcode :1993Sci...259.1757M. doi :10.1126/science.7681219. PMID  7681219. S2CID  680360.
• Kolter, R; Siegele, DA; Tormo, A (1993). 「細菌ライフサイクルの定常期」Annu Rev Microbiol . 47 : 855–74. doi :10.1146/annurev.mi.47.100193.004231. PMID  8257118.
• Zambrano, MM; Kolter, R (1996). 「定常期における生命維持のためのGASPing」. Cell . 86 (2): 181–4. doi : 10.1016/s0092-8674(00)80089-6 . PMID  8706122. S2CID  13569021.

1990年代に、コルターのグループは、バイオフィルムと呼ばれる表面関連細菌群集の調節と遺伝的要素に焦点を当て始めました。それ以前にも、バイオフィルムは発見され、生物付着と生物付着を防ぐための工学的解決策の観点から研究されていましたが、^{[45] [46] [47]} バイオフィルム形成の遺伝学は未解明であり、ほとんどの微生物学者はバイオフィルム形成を細菌細胞の生理学的プロセスとは見なしていませんでした。^{[48] [49] [50]}研究室は、バイオフィルム発達の基礎となる主要な調節システムを発見し^{[51] [52]}、緑膿菌、^{[53] [54] [55]}大腸菌、^[56]コレラ菌、^{[57] [58]}枯草菌などのモデル種を用いてバイオフィルムの細胞外マトリックス内の主要物質を特徴付けました。^{[59] [60] [61] [62]}微生物バイオフィルムはそれ以来、微生物学の主要分野となり、自然界における微生物の主な生活様式として認識され、医学や病原細菌による感染症に関連しています。^{[63] [64]}

• O'Toole, GA; Kolter, R (1998). 「Pseudomonas fluorescens WCS365 におけるバイオフィルム形成の開始は、複数の収束シグナル伝達経路を介して進行する: 遺伝学的分析」Mol Microbiol . 28 (3): 449–61. doi :10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x. PMID  9632250. S2CID  43897816.
• O'Toole, GA; Flagellar, Kolter R. (1998). 「Pseudomonas aeruginosaバイオフィルムの発達」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). 「微生物の発達としてのバイオフィルム形成」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). 「Bacillus subtilis による子実体形成」Proc Natl Acad Sci USA . 98 (20): 11621–6. Bibcode :2001PNAS...9811621B. doi : 10.1073/pnas.191384198 . PMC  58779 . PMID  11572999.

もう一つの研究は、リチャード・ロシック研究室と共同で行ったコルターグループのバイオフィルムに関する研究から生まれたもので、バチルス・サブチリスという細菌の単一種のバイオフィルム内で、異なる機能細胞型の亜集団が発生するという発見である。一部の細胞は運動性の遺伝子を発現し、他の細胞は胞子形成、共食い、界面活性剤生成、細胞外マトリックスの分泌の遺伝子を発現していることが判明した。^[26]一部の細胞型は、バイオフィルムの発達中に、異なる物理的場所と時点でクラスター状に局在していることが判明した。^[25] 2015年の同グループの別の研究では、複数の細胞型間の相互作用により、表面を横切る集団移動などの集団行動が発生する可能性があることが示された。^[27]

• Vlamakis, H; Aguilar, C; Losick, R; Kolter, R (2008). 「構造的に複雑な細菌群集の形成による細胞運命の制御」Genes Dev . 22 (7): 945–53. doi :10.1101/gad.1645008. PMC  2279205 . PMID  18381896.
• López, D; Vlamakis, H; Losick, R; Kolter, R (2009). 「細菌におけるパラクリンシグナル伝達」Genes Dev . 23 (14): 1631–1638. doi :10.1101/gad.1813709. PMC  2714712. PMID  19605685 .
• López, D; Vlamakis, H; Losick, R; Kolter, R (2009). 「共食いは枯草菌におけるバイオフィルムの発達を促進する。」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; Collectives, Cell (2015). 「枯草菌は分業を利用して移動する」. PLOS Biol . 13 (4): 4. doi : 10.1371/journal.pbio.1002141 . PMC  4403855. PMID  25894589 .
• ノースカロライナ州ライオンズ。クレイガー、B;ステファニック、P;マンディック・ミュレック、I;コルター (2016)。 「枯草菌」。カーバイオル。26 (6): 733–42。土井：10.1016/j.cub.2016.01.032。PMC  4803606。PMID  26923784。

コルターの最近の研究の多くは、自然環境に典型的に見られる混合コミュニティ内の複数の種間の相互作用に焦点を当てています。この研究により、微生物が他の種と相互作用する際に 現れる特性や社会的行動に関する影響力のある研究がいくつか生み出されました。

• Hogan, DA; Kolter, R (2002). 「シュードモナス-カンジダ相互作用: 毒性因子の生態学的役割」. Science . 296 (5576): 2229–32. Bibcode :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). 「枯草菌のバイオフィルム形成は、主にその属のメンバーによって媒介される」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). 「種間相互作用が Streptomyces coelicolor 分泌メタボロームの多様化を促進する」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。動的代謝交換が海洋藻類と細菌の相互作用を支配する。2017年。eLife。
• Lyons NA、Kolter R. Bacillus subtilis は近縁種に血縁差別を適用することで公共財を保護する。mBio. 2017; 8 no. 4e00723-17。

コルターは、キャリア初期の微生物学者や非科学的な聴衆に対する微生物科学のコミュニケーションの提唱者であり参加者である。^[7]この分野での彼の仕事は、2003年から2018年までハーバード微生物科学イニシアチブの共同ディレクターを務めていたときに始まった。この役職で、コルターはマサチューセッツ州ケンブリッジで、チーズ、日本酒、ワインなどの微生物食品や飲料など、一般的な関連トピックに関する公開講演を毎年開催した。^[65]その後、彼の科学コミュニケーションにおける仕事は、退職までの数年間に強化され、現在は名誉教授として招待講演、執筆、博物館プロジェクトを通じて行われている。^{[8] [66]}

• アーサー・コーンバーグ著『Germ Stories』、2007年（写真提供）ISBN 1891389513 
• ジョン・イングラハム著『微生物の行進』（序文執筆） ISBN 0674064097 
• 微生物と進化：ダーウィンが見たことのない世界、2012年、スタンレー・マロイとの共編、アメリカ微生物学会出版、ISBN 1891389513 
• 『Life at the Edge of Sight: A Photographic Exploration of the Microbial World』、2017年、スコット・チミレスキとの共著、ハーバード大学出版、ISBN 067497591X 

2014年から2018年にかけて、コルター氏とスコット・チミレスキ氏はハーバード大学自然史博物館で2つの公開展覧会を主導した。^{[7] [11]} 「一滴の世界：微生物生命の写真探究」は、チミレスキ氏とコルター氏のコラボレーションによって制作された画像を特集した芸術展で、2017年8月から2018年1月まで開催された。^[67]その後、「微生物生命：視界の端にある宇宙」が、アルフレッド・P・スローン財団の支援を受けた大規模特別展として2018年2月に開幕した。コルター氏とチミレスキ氏は「微生物生命」の客員キュレーターを務めており、同展は2020年3月まで開催されている。 ^{[10]これらの展覧会は、}英国のエデン・プロジェクトやコロンビアのメデジンにあるEAFIT大学など、国際的に巡回している。 ^{[7] [8] [68] [69] [70]}

チミレスキとコルターは、ウェルカム・トラストが後援する常設展示であるエデン・プロジェクトの「見えない世界」のアドバイザーも務め、画像を提供した。^[71]彼らの静止画とタイムラプス画像は、2018年にオックスフォード大学自然史博物館で開催された「細菌の世界展」や、 2019年にジョージア州アトランタのデイビッド・J・センサーCDC博物館で開催された「目に見えない世界：芸術と科学の交差点」で紹介された。

コルターはハーバード大学や国際夏期講座で長年にわたり教鞭をとってきた。ハーバードではバイオフィルムダイナミクスを教え、現在はHarvardXで発酵と微生物食品に関する大規模公開オンライン講座を開発中である。^[72]マサチューセッツ州ウッズホールの海洋生物学研究所の微生物多様性講座、ギリシャのスペツェス島にあるEMBO -FEBES夏期微生物学講座、クロアチアのドゥブロヴニクにある応用分子微生物学のジョン・イネス/ルドジェル・ボシュコビッチ夏期学校で常任講師を務めている。^[7] 2000年にはASM国際教授賞を受賞した。^[7]

コルターは1999年からJournal of Bacteriologyの表紙編集者を務めており、以前はScience、mBio、eLifeの査読編集者を務めていました。^{[7] [73]}

•  コルター、ロベルト（2021年10月8日）。「微生物学の歴史—個人的な解釈」。Annual Review of Microbiology。75（1）：1–17。doi ：10.1146 /annurev-micro- 033020-020648。ISSN 0066-4227。PMID 33974804。S2CID  234471146  。
• ロベルト・コルターの科学の重要性：目に見えない世界に魅了される、ハーバード大学医学部
• ハーバード大学歴史博物館のYouTubeチャンネルで2018年に開催された微生物生命展のオープニング講演
• あらゆる場所（そしてあなた）に広がる微生物のジャングル、バイオフィルムに関するTED-EDアニメーション
• バイオフィルムを間近に、 2016年にThe Scientist誌でFASEBバイオアート賞を受賞した画像
• ターニングポイント：ロベルト・コルター、2015年にネイチャー・ジョブズ誌がポスドクの研修に関する見解を語ったインタビュー
• すばらしい新世界：昆虫媒介病原体の最近の進化、2017年に米国国立衛生研究所でコルター博士が行ったセミナー
• 「なぜ書くのか？ 研究結果を伝えて科学的知識を深める」、2010年にASM本部で開催された執筆セミナー
• 微生物群集の生物学、2007 年の JoVE とのインタビュー
• 2007年ハーバード・マガジン誌に掲載された微生物科学イニシアチブに関する記事「The Undiscovered Planet」
• PubMed と Google Scholar にある Kolter のすべての出版物へのリンク