Werner Arber

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Data di nascita 3 giugno 1929
Luogo Gränichen (Svizzera)
Nomina 12 maggio 1981 (Presidente della PAS dal 20 dicembre 2010 al 29 maggio 2017) 
Disciplina Microbiologia
Titolo Professore, Premio Nobel in Fisiologia o Medicina, 1978

 

Principali premi, riconoscimenti e accademie
Premi: Premio Nobel in Fisiologia o Medicina (1978). Accademie: European Molecular Biology Organization (1964); European Academy of Arts, Sciences and Humanities (1981); Membro straniero, National Academy of Sciences, USA (1984); Membro straniero onorario, American Academy of Arts and Sciences (1984); Academia Europaea (1989); Membro, American Academy of Microbiology (1996); Membro associato, Third World Academy of Sciences (TWAS) (1997); Presidente dell’International Council of Scientific Unions (ICSU) (1996-99).

Riassunto dell’attività scientifica
I principali interessi scientifici di W. Arber sono i meccanismi che promuovono e limitano le variazioni spontanee delle informazioni genetiche nei microorganismi. Nella sua tesi di dottorato ha spiegato che derivati rari e spontanei del virus batterico λ hanno parte del DNA virale sostituito da un segmento dal cromosoma del batterio ospite. Il concetto di questi virus trasducenti ibridi è servito successivamente ad altri come modello per progettare i vettori di clonazione nella tecnologia del DNA ricombinante. Agli inizi del 1960 W. Arber ha esplorato le basi molecolari della modifica dei virus batterici controllata dall’ospite. Ciò ha portato alla scoperta che questo fenomeno agisce a livello del DNA. Enzimi specifici, ora conosciuti come endonucleasi di restrizione, servono in molti ceppi batterici per riconoscere il DNA estraneo al suo ingresso per poi disattivarlo tramite scissione. Un DNA metilasi associato protegge il DNA cellulare dall’endonucleasi di restrizione. I sistemi di restrizione e modificazione perciò rappresentano barriere che limitano lo scambio di materiale genetico tra microorganismi diversi, migliorando quindi la stabilità genetica. Subito dopo essere stati isolati gli enzimi di restrizione hanno dimostrato di essere strumenti estremamente utili per gli studi di genetica molecolare, dal momento che attuano una frammentazione specifica dei filamenti lunghi del DNA, un requisito indispensabile per un’analisi strutturale e funzionale dettagliata. W. Arber inoltre ha studiato approfonditamente i processi diretti dagli enzimi nella riorganizzazione strutturale del materiale genetico, in particolare la trasposizione e la ricombinazione site-specific. Questi processi portano alla ricombinazione di DNA non omologo e possono perciò dar luogo a nuove funzioni geniche tramite la fusione di segmenti di DNA precedentemente indipendenti. Rappresentano parte dei meccanismi responsabili per la mutagenesi spontanea e sono agenti importanti nell’evoluzione verticale e orizzontale. Sulla base della sua vasta esperienza e tenendo conto delle conoscenze accumulate negli ultimi cinquant’anni sui meccanismi molecolari della mutagenesi e di diversi tipi di ricombinazione delle informazioni genetiche, in particolare dei microorganismi, W. Arber ha postulato una teoria dell’evoluzione molecolare secondo la quale i prodotti dei geni evolutivi contenuti nel genoma sono implicati o nella generazione o nella limitazione della variazione genetica, senza, tuttavia, implicare una direzione specifica dell’evoluzione biologica. Piuttosto, il corso dell’evoluzione biologica risulta dall’azione casuale dei prodotti dei geni evolutivi sul DNA, dalla flessibilità conformazionale delle strutture delle molecole biologicamente attive e dalla natura prevalentemente stocastica di ogni interazione che influenza la stabilità genetica, e da influenze ambientali casuali, in base a cui la selezione naturale esercitata in maniera costante limita la diversità secondo l’idoneità temporale degli organismi coinvolti. In breve, una moltitudine di meccanismi molecolari specifici contribuisce alla variazione genetica spontanea nel suo complesso. Questi meccanismi specifici possono essere classificati secondo tre strategie naturali principali di variazione genetica, vale a dire piccoli cambiamenti locali nelle sequenze del nucleotide, il riordinamento intragenomico dei segmenti di DNA e l’acquisizione di un segmento di DNA estraneo tramite trasferimento genico orizzontale. Queste strategie differiscono nella qualità dei loro contributi alla variazione genetica e quindi all’evoluzione biologica. Il postulato che i prodotti dei geni evolutivi specifici insieme alle proprietà intrinseche della materia siano all’origine della variazione genetica che determina l’evoluzione biologica ha interessanti implicazioni filosofiche. La natura si occupa attivamente dell’evoluzione biologica. La giustapposizione dei geni evolutivi e dei geni più classici che agiscono per il beneficio delle vite individuali implica una dualità intrinseca del genoma. Questi aspetti sono stati discussi da W. Arber in alcune delle sue pubblicazioni più recenti, insieme alla rilevanza delle conoscenze acquisite sulla variazione genetica spontanea per la valutazione dei rischi congetturali dell’ingegneria genetica.

Pubblicazioni principali 
Arber, W., Kellenberger, G. and Weigle, J.J., The defectiveness of lambda transducing phage, Papers on bacterial genetics selected by E.A. Adelberg, Little, Brown and Co., Boston-Toronto, pp. 224-229 (1960); Arber, W. and Dussoix, D., Host specificity of DNA produced by Escherichia coli. 1. Host controlled modification of bacteriophage lambda, J. Mol. Biol., 5, pp. 18-36 (1962); Dussoix, D. and Arber, W., Host specificity of DNA produced by Escherichia coli. 2. Control over acceptance of DNA from infecting phage lambda, J. Mol. Biol., 5, pp. 37-49 (1962); Arber, W. and Linn, S., DNA modification and restriction, Ann. Rev. Biochem., 38, pp. 467-500 (1969); Smith, J.D., Arber, W. and Kuehnlein, U., Host specificity of DNA produced by Escherichia coli. 14. The role of nucleotide methylation in in vivo B-specific modification, J. Mol. Biol., 63, pp. 1-8 (1972); Arber, W., Iida, S., Juette, H., Caspers, P., Meyer, J. and Haenni, C., Rearrangements of genetic material in Escherichia coli as observed on the bacteriophage Pl plasmid, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 43, pp. 1197-1208 (1978); Arber, W., Promotion and limitation of genetic exchange, Science, 205, pp. 361-365 (1979); Iida, S., Meyer, J. and Arber, W., Genesis and natural history of IS-mediated transposons, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 45, pp. 27-37 (1981); Iida, S., Meyer, J. and Arber, W., Prokaryotic IS elements, Mobile genetic elements (J.A. Shapiro, ed.), Academic Press, Inc., New York, pp. 159-221 (1983); Arber, W., Elements in microbial evolution, J. Mol. Evol., 33, pp. 4-12 (1991); Arber, W., Evolution of prokaryotic genomes, Gene, 135, pp. 49-56 (1993); Arber, W., Naas, T. and Blot, M., Generation of genetic diversity by DNA rearrangements in resting bacteria, FEMS Microbiol. Evol., 15, pp. 5-14 (1994); Arber, W., The generation of variation in bacterial genomes, J. Mol. Evol., 40, pp. 7-12 (1995); Arber, W., Involvement of gene products in bacterial evolution, Molecular strategies in biological evolution (L.H. Caporale, ed.), Annals New York Academy of Sciences, vol. 870, pp. 36-44 (1999); Arber, W., Genetic variation: molecular mechanisms and impact on microbial evolution, FEMS Microbiol. Rev., 24, pp. 1-7 (2000); Arber, W., Evolution of prokaryotic genomes, Pathogenicity islands and the evolution of pathogenic microbes (J. Hacker and J.B. Kaper, eds.), Curr. Top. Microbiol. Immunol., Vol. 264/I, pp. 1-14 (2002); Arber, W., Molecular evolution: comparison of natural and engineered variations, Pontif. Acad. Sci. Scr. Varia, 103, pp. 90-101 (2002); Arber, W., Cultural aspects of the theory of molecular evolution, Pontif. Acad. Sci. Scr. Varia, 105, pp. 45-58 (2003); Arber, W., Elements for a theory of molecular evolution, Gene, 317, pp. 3-11 (2003); Arber, W., The impact of science and technology on the civilization. Biotech. Adv. 27, pp. 940-944 (2009).

Indirizzo professionale

Biozentrum
Department of Microbiology
University of Basel
Klingelbergstrasse 70
CH-4056 Basilea (Svizzera)

Collegamenti

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Plenary Session 8-11 November 2002 Scripta Varia 105 Vatican City, 2003 pp. 389, XVII tables ISBN... Continua

Relazioni

Human-Nature Co-Evolution (PDF) 2014

Towards a Sustainable Use of Natural Resources by Respecting the Laws of Nature (PDF) 2012

Molecular Darwinism and its Relevance for Translational Genetic Research (PDF) 2010

Transgenic Plants for Food Security in the Context of Development – Editorial (PDF) 2010

Genetic engineering compared to natural genetic variations (PDF) 2010

From Microbial Genetics to Molecular Darwinism and Beyond (PDF) 2008

Stochastic Genetic Variations and their Role in Biological Evolution (PDF) 2006

The Impact of Microbial Genetics on the Development of Genomics and Biotechnology (PDF) 2004

Cultural Aspects of the Theory of Molecular Evolution (PDF) 2002

Molecular Evolution: Comparison of Natural and Engineered Genetic Variations (PDF) 2001

Context, Essential Contents of, and Follow-up to, the World Conference on Science Held in Budapest in June 1999 (PDF) 1999