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Establecido | 1888 ( 1888 ) |
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Tipo de investigación | Investigación pura y aplicada |
Campo de investigación | Biología |
Director | Nipam Patel |
Dirección | Calle 7 MBL |
Localización | Woods Hole, Massachusetts, Estados Unidos 41 ° 31′34.40 ″ N 70 ° 40′22.40 ″ W / 41.5262222 ° N 70.6728889 ° W / 41.5262222; -70.6728889 Coordenadas : 41 ° 31′34.40 ″ N 70 ° 40′22.40 ″ W / 41.5262222 ° N 70.6728889 ° W / 41.5262222; -70.6728889 |
código postal | 02543-1015 |
Apodo | MBL |
Afiliaciones | Universidad de Chicago |
Sitio web | www.mbl.edu |
El Laboratorio de Biología Marina ( MBL) es un centro internacional de investigación y educación en ciencias biológicas y ambientales. Fundada en Woods Hole, Massachusetts, en 1888, la MBL es una institución privada sin fines de lucro afiliada a la Universidad de Chicago. Después de ser independiente durante la mayor parte de su historia, se afilió oficialmente a la universidad el 1 de julio de 2013. También colabora con numerosas otras instituciones.
A partir de 2018, 58 ganadores del Premio Nobel se han afiliado a MBL como estudiantes, miembros de la facultad o investigadores. Además, hay 280 miembros de la Academia Nacional de Ciencias y 236 miembros de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias que se han afiliado al laboratorio.
El Laboratorio de Biología Marina surgió de la visión de varios bostonianos y Spencer Fullerton Baird, el primer Comisionado de Pesca de los Estados Unidos (un funcionario gubernamental preocupado por el uso de la pesca ). Baird había establecido una estación de investigación de la Comisión de Pesca de los Estados Unidos en Woods Hole en 1882 y tenía la ambición de convertirla en un laboratorio importante. Invitó a Alpheus Hyatt a trasladar su laboratorio y escuela de biología marina que había fundado en Norwood-Hyatt House en Annisquam, Massachusetts, a Woods Hole. Inspirado por la breve escuela de verano de historia natural del biólogo de Harvard Louis Agassiz en la isla Penikese, frente a la costa de Woods Hole, Hyatt aceptó la oferta. Con $ 10,000 recaudados por la Asociación de Educación de Mujeres de Boston y la Sociedad de Historia Natural de Boston, se compró un terreno, se erigió un edificio y la MBL se incorporó a Hyatt como el primer presidente de la junta de fideicomisarios. La Comisión de Peces brindó un apoyo crucial, incluidos los organismos marinos y el agua del mar.
El profesor de la Universidad de Chicago, Charles Otis Whitman, un embriólogo, fue contratado para servir también como el primer director del MBL. Whitman creía que "en igualdad de condiciones, el investigador es siempre el mejor instructor" y enfatizó la necesidad de combinar la investigación y la educación en el nuevo laboratorio. El primer curso de verano de MBL proporcionó una introducción de seis semanas a la zoología de invertebrados; También se ofrecieron instalaciones para los investigadores de verano visitantes.
La Biblioteca MBL se estableció en 1889, con la científica y futura fideicomisaria de MBL Cornelia Clapp como bibliotecaria. En 1899, MBL comenzó a publicar The Biological Bulletin, una revista científica que todavía se edita en MBL.
Gertrude Stein, más tarde conocida como novelista y coleccionista de arte, participó en el curso de Embriología de MBL en el verano de 1897, mientras que su hermano Leo participó en el curso de Invertebrados.
Lewis Thomas, que escribió en 1972, explicó y elogió la naturaleza de la MBL como institución científica. Escribió sobre ello en su columna recurrente del New England Journal of Medicine titulada "Notes of a Biology-Watcher", en una entrega llamada "The MBL"; el ensayo se recopiló más tarde en el volumen titulado The Lives of a Cell: Notes of a Biology Watcher. Dijo sobre el MBL de ese día: "Hoy, se erige como el centro nacional único de biología en este país; es el Laboratorio Nacional de Biología sin haber sido designado oficialmente (o aún financiado) como tal. Su influencia en el crecimiento y el desarrollo de ciencias biológicas ha sido equivalente a la de muchas de las universidades del país juntas, ya que ha tenido su selección del talento científico mundial para la investigación y la enseñanza de cada verano. […] Alguien ha contado treinta premios Nobel que han trabajado en la MBL en en un momento u otro. Es sorprendente que una institución así, que ejerce tanta influencia en la ciencia académica, haya podido permanecer tan absolutamente autónoma. Sin duda, tiene vínculos de varios tipos, acuerdos con universidades externas para ciertos programas de posgrado, y se adhiere con delicadeza, algo ambiguamente, a la Institución Oceanográfica Woods Hole que se encuentra al final de la calle. Pero nunca ha estado bajo el dominio de ninguna institución o gobierno externo. cualquier agencia, ni ningún grupo externo le ha dicho nunca qué hacer. […] No hay forma de predecir cómo será el futuro de una institución como la MBL. De una forma u otra, evolucionará. Puede cambiar pronto a una nueva fase, con un programa de docencia e investigación durante todo el año y un personal durante todo el año, pero tendrá que lograrlo sin poner en peligro el inmenso poder de sus programas de verano, o se desatará el infierno institucional.. Tendrá que encontrar nuevas formas de relacionarse con las universidades, si sus programas de posgrado se van a expandir como deberían. Tendrá que desarrollar nuevas relaciones simbióticas con el Instituto Oceanográfico, ya que ambos lugares tienen mucho en juego. Y tendrá que encontrar más dinero, mucho más, el tipo de dinero que solo poseen los gobiernos federales, sin perder nada de su propia iniciativa. Será un lugar interesante para observar en los próximos años ".
El MBL se afilió formalmente con la Universidad de Chicago el 1 de julio de 2013. Con el fin de promover la investigación científica y la educación, la afiliación se basa en vínculos históricos con la universidad, ya que MBL fue dirigido por miembros de la facultad de la Universidad de Chicago en sus primeras cuatro décadas.. El presidente de la universidad preside el consejo de administración de MBL y, con su asesoramiento, designa a sus miembros. El Laboratorio es una corporación de Massachusetts sin fines de lucro, cuyo único miembro es la universidad.
En septiembre de 2018, Nipam Patel se convirtió en director del Laboratorio de Biología Marina, sucediendo a Huntington F. Willard.
El MBL tiene aproximadamente 250 empleados durante todo el año, aproximadamente la mitad de los cuales son científicos y personal de apoyo científico. A ellos se unen cada año más de 500 científicos visitantes, personal de verano e investigadores asociados de cientos de instituciones de todo el mundo, así como un gran número de profesores y estudiantes que participan en cursos de MBL (en 2016, 550 estudiantes de 333 instituciones y 58 países).
A partir de 2018, entre los científicos con una afiliación significativa con el MBL (científicos, profesores del curso y estudiantes) hay 58 ganadores del Premio Nobel (desde 1929). Además, hay 131 investigadores del Instituto Médico Howard Hughes, científicos de carrera temprana, investigadores internacionales y profesores (desde 1960); 280 miembros de la Academia Nacional de Ciencias (desde 1960); y 236 miembros de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (desde 1960).
Los centros de investigación residentes de MBL son el Centro Eugene Bell de Biología Regenerativa e Ingeniería de Tejidos, el Centro de Ecosistemas y el Centro Bay Paul de Biología Molecular Comparada y Evolución. Los científicos visitantes están afiliados al Centro Whitman de MBL. Otros recursos incluyen el Centro de Recursos Marinos, una instalación avanzada para mantener, cultivar y proporcionar organismos acuáticos y marinos esenciales para la investigación biológica, biomédica y ecológica; y The National Xenopus Resource, que cría y mantiene reservas genéticas de Xenopus (ranas); y brinda capacitación en manejo de Xenopus, biología celular, imágenes, genética, transgénesis y genómica.
El MBL comparte una biblioteca, la Biblioteca MBLWHOI, con la Institución Oceanográfica Woods Hole. La Biblioteca MBLWHOI posee colecciones impresas y electrónicas en las ciencias biológicas, biomédicas, ecológicas y oceanográficas, y alberga una colección de archivos cada vez mayor, que incluye fotografías y videos de la historia de MBL. La biblioteca también realiza proyectos de digitalización e informática.
La investigación en la MBL se centra en cuatro temas:
La biología celular, del desarrollo y la reproducción han sido una parte central de los programas de MBL desde la década de 1890. Los descubrimientos importantes en estos campos en el MBL se remontan a 1899, cuando Jacques Loeb demostró partenogénesis artificial en huevos de erizo de mar; hasta 1905, cuando Edwin Grant Conklin identificó por primera vez las regiones citoplasmáticas de los huevos que están programadas para formar ciertos tejidos u órganos; hasta 1916, cuando Frank Rattray Lillie identificó hormonas circulantes que influyen en la diferenciación sexual (Lillie, 1944). En las dos primeras décadas de MBL, los citólogos Edmund Beecher Wilson, Nettie Stevens y otros hicieron conexiones entre los cromosomas y la herencia mendeliana, mientras que el colega de Wilson tanto en MBL como en la Universidad de Columbia, Thomas Hunt Morgan, lanzó el campo de la genética experimental (Pauly, 2000: 158). Keith R. Porter, considerado por muchos como el fundador de la biología celular moderna debido a su trabajo pionero sobre la estructura fina de las células, incluido el descubrimiento de los microtúbulos, llevó a cabo una investigación en el MBL a partir de 1937 y dirigió el laboratorio desde 1975 hasta 77 (Barlow y col., 1993: 95-115).
El MBL también es un campo de pruebas para nuevas tecnologías en microscopía e imagen. La disponibilidad de instrumentación de imágenes de vanguardia en los cursos de investigación avanzada de MBL pone a los profesores y estudiantes a la vanguardia de la experimentación. Osamu Shimomura, científico distinguido de MBL, que se unió a MBL en 1983, recibió el Premio Nobel de Química en 2008 por su descubrimiento de la proteína verde fluorescente (GFP) a principios de la década de 1960, lo que llevó al desarrollo de técnicas revolucionarias para la obtención de imágenes de células vivas y sus componentes. Las innovaciones del científico residente Shinya Inoué en microscopía de luz polarizada e imágenes de video desde la década de 1950 han sido fundamentales para aclarar los eventos celulares de la mitosis, incluido su descubrimiento de las fibras del huso.
El MBL ha sido durante mucho tiempo un centro para los expertos mundiales en división celular. A principios de la década de 1980, Tim Hunt, Joan Ruderman y otros en MBL identificaron la primera de una clase de proteínas que regulan el ciclo de división celular ( ciclina ). Hunt recibió un premio Nobel en 2001 por este trabajo (Hunt, 2004). En 1984, Ron Vale, Michael Sheetz y otros descubrieron la kinesina, una proteína motora involucrada en la mitosis y otros procesos celulares, durante una investigación de verano sobre MBL. Vale, Sheetz y James Spudich recibieron el Premio Lasker de Investigación Médica Básica 2012 por sus descubrimientos relacionados con los motores moleculares. En 1991, el científico israelí Avram Hershko comenzó a venir al MBL para estudiar el papel que juega la proteína ubiquitina en la división celular. En 2004, Hershko ganó un premio Nobel por su trabajo para establecer el mecanismo básico de degradación de proteínas mediada por ubiquitina.
Una gran parte de los principales biólogos del desarrollo en los Estados Unidos, tanto históricamente como hoy, han participado en el Curso de Embriología de MBL como directores, profesores o estudiantes. Un atractivo es la ubicación de Woods Hole y la disponibilidad de organismos marinos, particularmente el erizo de mar, que son ideales para el análisis embriológico porque arrojan huevos casi transparentes que se fertilizan y se desarrollan externamente. En las primeras décadas posteriores a la fundación del curso en 1893, su facultad fue pionera en las direcciones de investigación que siguen siendo fundamentales en la actualidad, incluido el estudio de la localización citoplasmática en huevos; linaje de células embrionarias (importante en la investigación moderna de células madre ); y biología del desarrollo evolutivo (hoy llamada 'evo devo'). Algunos distinguidos embriólogos que han dirigido el curso son:
En 2010, la MBL estableció el Centro Eugene Bell de Biología Regenerativa e Ingeniería de Tejidos, donde los investigadores estudian la capacidad de los animales marinos y otros animales para regenerar espontáneamente partes del cuerpo dañadas o envejecidas. La comprensión de la regeneración de tejidos y órganos en animales inferiores es prometedora para la traducción a tratamientos para afecciones humanas, incluidas lesiones de la médula espinal, diabetes, insuficiencia orgánica y enfermedades neurales degenerativas como el Alzheimer. Una piedra angular del Bell Center es un recurso nacional para la investigación de la rana, Xenopus, que es un modelo animal importante utilizado en la investigación biomédica de EE. UU. El National Xenopus Resource en MBL está financiado por los Institutos Nacionales de Salud (MBL Facts).
Las contribuciones de la MBL a la neurociencia y la fisiología sensorial son significativas, impulsadas hoy por más de 65 investigadores visitantes e investigadores residentes en estos campos, así como por cinco cursos de capacitación en investigación avanzada a nivel de posgrado y posgrado. El MBL ha sido un imán para la disciplina desde que LW Williams en 1910 descubrió, y John Zachary Young en 1936 redescubrió, el axón gigante de calamar, una fibra nerviosa que es 20 veces más grande en diámetro que el axón humano más grande. Young señaló este sistema experimental ideal localmente abundante a la atención de su colega de MBL, KS Cole, quien en 1938 lo usó para registrar los cambios de resistencia subyacentes al potencial de acción, lo que proporcionó evidencia de que los iones que fluyen a través de la membrana axonal generan este impulso eléctrico. En 1938, Alan Lloyd Hodgkin llegó al MBL para aprender sobre el axón gigante de calamar de Cole. Después de la Segunda Guerra Mundial, Hodgkin y Andrew Huxley, trabajando en Plymouth, Inglaterra y utilizando la técnica de pinza de voltaje desarrollada por Cole, sentaron las bases para la comprensión moderna de la actividad eléctrica en el sistema nervioso midiendo cuantitativamente el flujo de iones a través de la membrana axonal.. Hodgkin y Huxley recibieron el Premio Nobel en 1963 por su descripción de la base iónica de la conducción nerviosa (Barlow et al., 1993: 151-172). Siguiendo el trabajo de Hodgkin y Huxley, en las décadas de 1960 y 1970 Clay Armstrong y otros investigadores de MBL describieron una serie de propiedades de los canales iónicos que permiten que los iones sodio y potasio transporten corriente eléctrica a través de la membrana celular y Rodolfo Llinas describió las propiedades de transmisión en la sinapsis del calamar gigante (Llinas 1999). La "carrera científica" del "calamar Woods Hole", Doryteuthis (antes Loligo) pealeii, continúa hoy, con estudios sobre el transporte axonal, la sinapsis gigante del calamar, la genómica del calamar y los mecanismos moleculares de la enfermedad de Alzheimer.
Otros organismos marinos atraen a neurocientíficos y neurobiólogos al MBL cada verano, donde se ha establecido una historia de investigación en fisiología sensorial y comportamiento. Haldan Keffer Hartline, un investigador de verano de MBL en la década de 1920 y principios de la de 1930, descubrió varios mecanismos básicos de la función de los fotorreceptores a través de sus estudios sobre el cangrejo herradura. Hartline compartió el Premio Nobel de 1967 con su colega de verano de MBL, George Wald, quien describió la base molecular de la fotorrecepción mostrando que las moléculas de pigmento visual sensibles a la luz consisten en una forma ligeramente modificada de vitamina A acoplada a una proteína. A otro investigador de verano a largo plazo, Stephen W. Kuffler, se le atribuye la "fundación" de la ciencia de la neurobiología a mediados de la década de 1960 en la Escuela de Medicina de Harvard y también inició la instrucción en neurobiología en la MBL (Barlow et al., 1993: 175 -234; 203-234). Albert Szent-Györgyi (Premio Nobel en 1937) realizó una investigación en la MBL de 1947 a 1986, de manera más significativa sobre la naturaleza bioquímica de la contracción muscular. En las décadas de 1950 y 1960, Frederik Bang y Jack Levin del MBL descubrieron que la sangre del cangrejo herradura se coagulaba cuando se exponía a endotoxinas bacterianas incluso en cantidades extremadamente pequeñas. A partir de esta investigación básica, se desarrolló un reactivo, lisado de amebocitos de Limulus (LAL), que puede detectar cantidades diminutas de toxinas bacterianas. La prueba LAL ha dado como resultado una mejora espectacular en la calidad de los medicamentos y productos biológicos para inyección intravenosa.
La investigación de ecosistemas se convirtió en un compromiso de todo el año en la MBL en 1962 con la fundación del programa Sistemática-Ecología, bajo la dirección de Melbourne R. Carriker. En 1975, se estableció el Centro de ecosistemas de MBL, con George Woodwell como director. La investigación se centró originalmente en el ciclo global del carbono, un énfasis que se mantiene en la actualidad. El Centro de Ecosistemas cuenta con un personal durante todo el año de más de 40 científicos que estudian una variedad de ecosistemas y sus respuestas a las actividades humanas y los cambios ambientales. El centro está ubicado en Woods Hole pero tiene un alcance global, con sitios de investigación activos en la tundra ártica; en sitios forestales, costeros y marinos en Nueva Inglaterra, Suecia y Brasil. El Centro de Ecosistemas alberga dos de los 26 sitios de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) de los Estados Unidos: Toolik Lake, Alaska; y Plum Island, Massachusetts. Los científicos del Centro de Ecosistemas estudian los efectos de la tala de bosques y el cambio de uso de la tierra en la química atmosférica, los procesos de las cuencas hidrográficas y la ecología costera, el enriquecimiento antropogénico del ciclo del nitrógeno a escala global y las respuestas de los ecosistemas al calentamiento global. La directora interina del Ecosystems Center es Anne Giblin. Los ex directores del Centro que aún forman parte del personal científico son Jerry Melillo, que estudia la biogeoquímica de los ecosistemas terrestres, y John Hobbie, un ecólogo microbiano. El Centro de Ecosistemas se basa en una visión de ciencia colaborativa e interdisciplinaria; instalaciones e instrumentación de laboratorio compartidas; y una visión a largo plazo, a gran escala y de todo el sistema de los procesos del ecosistema.
El Josephine Bay Paul Center for Comparative Molecular Biology and Evolution fue fundado en MBL en 1997 y actualmente está dirigido por David Mark Welch. Al comparar diversos genomas, los científicos del centro están dilucidando las relaciones evolutivas de los sistemas biológicos y describiendo genes y genomas de importancia biomédica y ambiental. Se estudian los microorganismos que se encuentran en una amplia gama de ecosistemas, incluido el microbioma humano. Mitchell Sogin, fundador del Bay Paul Center, también fundó dos cursos en el MBL: el Workshop in Molecular Evolution; y estrategias y técnicas para analizar estructuras de poblaciones microbianas. En 2003-2004, Sogin lanzó el Censo Internacional de Microbios Marinos, un esfuerzo global para describir la biodiversidad de los microorganismos marinos. Los primeros resultados de este censo en 2006 revelaron entre 10 y 100 veces más tipos de microbios marinos de lo esperado, y la gran mayoría son microorganismos previamente desconocidos y de baja abundancia que ahora se denominan "biosfera rara". Otros proyectos del Bay Paul Center se centran en microbios que viven en ambientes extremos, desde respiraderos hidrotermales hasta ecosistemas altamente ácidos, lo que puede conducir a una mejor comprensión de la vida que podría existir en otros planetas. Las actividades en el Bay Paul Center están respaldadas por secuenciación avanzada de ADN y otros equipos de genómica en la Instalación de Genética Ecológica y Evolutiva Keck del centro.
El MBL ofrece una variedad de cursos, talleres, conferencias y pasantías durante todo el año. En el centro de sus programas se encuentran más de 20 cursos de capacitación en investigación avanzada, cursos de posgrado en temas que van desde fisiología, embriología, neurobiología y microbiología hasta imágenes y computación integrados con la investigación biológica.
Además, el MBL ofrece cursos para estudiantes de pregrado y posgrado de la Universidad de Chicago y otras facultades y universidades, así como talleres y conferencias, con capacidad para más de 2600 participantes en 2016.