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Prof. Dr. William F. Martin


 

Institut für Molekulare Evolution

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Universitätsstraße 1

Geb. 26.13.01.34

D-40225 Düsseldorf

Telefon +49 211 81-13011



Mitgliedschaften

Mitglied: European Molecular Biology Organization

Mitglied: Northrhine-Westfalian Academy of Science

Mitglied: American Academy for Microbiology

 

Wer ich bin

Ich bin ein Evolutionsbiologe mit einem aktiven Interesse an Biochemie.

Mein Interesse an der Evolution wurde 1978 von Willard A. Taber, meinem Mikrobiologielehrer bei Texas A&M, geweckt, der während eine Vorlesung sagte: "Einige Leute denken, dass Chloroplasten aus frei lebenden Cyanobakterien entstanden sind." Ich wollte mehr wissen. Als ich endlich zu meiner ersten Begegnung mit Laborforschung kam, nutzte ich die Gelegenheit, mit Rüdiger Cerff an der Universität Hannover an der cDNA-Klonierung und Sequenzierung von Chloroplasten-Cytosol-Isoenzymen für die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase, GAPDH, zu arbeiten. Die Sequenzen für diese Isoenzyme boten einen Test für eine der entscheidenden Vorhersagen der endosymbiotischen Theorie, nämlich dass die Sequenzen von Kerngenen für Enzyme, die für die Chloroplastenphysiologie essentiell sind, prokaryotischen Homologen ähnlicher sein sollten als den Kerngenen für ihre cytosolischen Homologen. Was die Geschichte des Wirts repräsentieren sollte, der die Plastide erworben hat. Wenn ja, wäre dies ein Beweis für einen Gentransfer zum Kern nach dem endosymbiotischen Ursprung von Plastiden (Martin und Cerff, 1986) oder für einen endosymbiotischen Gentransfer, wie wir ihn später nannten (Martin et al., 1993).

Meine Einführung in die Evolution schlug Wurzeln in einer Welt, in der die meisten Gene, die Plastiden in die eukaryotische Linie gebracht haben, im Kern erwartet wurden. Meine Wissenschaft begann daher auf einem Gebiet, auf dem sowohl Endosymbiose als auch Gentransfer in der Evolution wesentliche Bestandteile der Gleichung waren. Wie sonst könnte man erklären, warum Chloroplasten und Mitochondrien modernen Prokaryoten so ähnlich waren, während sie nur genug Organellen-DNA enthielten, um bestenfalls eine Handvoll an Proteinen zu kodieren. Mit einem Interesse an Endosymbiose und einem experimentellen Blick auf das Thema — Molekulare Evolution — interessierte ich mich sehr für den Ursprung der Mitochondrien und die Natur des Wirts, der das Mitochondrium erworben hat. Der Wirt war irgendwie mit Archaeen verwandt. Dies führte zu Fragen wie: Welche Art von Archaeen dieser Wirt genau gewesen sein könnte oder wie die physiologische Wechselwirkung mit dem angestammten Mitochondrion zu Beginn dieser Symbiose war. Ich wollte mehr wissen, aber die Literatur bot nur viele Ideen zum Testen.

Wenn man anfängt, Evolutionsphasen zu untersuchen, die so weit in der geologischen Zeit zurückreichen, sind Probleme im Zusammenhang mit der Entstehung der allerersten Zellen nicht mehr weit entfernt. Da Eukaryoten über Symbiose von Prokaryoten abstammen, läuft der Ursprung des Lebens auf den Ursprung der Prokaryoten hinaus, von denen es zwei sehr unterschiedliche Arten gibt: Bakterien und Archaeen. Eines Tages im Jahr 1998 schickte mir Mike Russell, ein Geochemiker, eine seiner Arbeiten über den Ursprung des Lebens, und es dauerte nicht lange, bis wir uns trafen und anfingen, gemeinsam Arbeiten zu schreiben. Mike und ich haben unsere erste Arbeit bei einem wunderbaren Diskussionstreffen der Royal Society gehalten, das von John F. Allen organisiert wurde.

 

Wie ich hier hin kam

Ich habe mein Studium in Biologie an der Universität Hannover abgeschlossen und unter der klugen und großzügigen Aufsicht von Heinz Saedler am Max-Plank-Institut für Züchtungsforschung in Köln in Genetik promoviert. Nach meiner Promotion kehrte ich zu Rüdiger Cerffs Gruppe zurück, die an die Universität Braunschweig gezogen war, wo ich 10 glückliche und produktive Jahre gearbeitet habe. 1999 hatte ich das Glück, Angebote für Professuren von mehreren deutschen Universitäten zu erhalten. Annette (meine Frau) entschied, dass ich das Angebot von Düsseldorf annehmen sollte, wo wir seitdem sind.

Ich habe im Laufe der Jahre als Redakteur für viele Zeitschriften gearbeitet.

 

Was ich tue

Meine Gruppe hier am Institut für Molekulare Evolution erforscht die Biochemie und Evolution von Chloroplasten, Mitochondrien (einschließlich ihrer anaeroben Formen, Hydrogenosomen) und Eukaryoten. Wir verwenden Laborexperimente und bioinformatische Techniken, um diese Fragen zu verfolgen und noch frühere Phasen der Evolution, die bis zum Ursprung des Lebens zurückreichen, mithilfe von Gen- und Genomvergleichen zu untersuchen.

Ich habe über 300 Artikel veröffentlicht, eine vollständige Liste finden Sie hier, meine Zitiermetriken finden Sie hier.

 

Aktuelle Forschungsthemen

  • Endosymbiose
  • Energiestoffwechsel
  • Eukaryotische Anaerobier
  • Evolutionäre Genomanalyse
  • Frühe Evolution

Einige aktuelle Publikationen

Fan L, Wu D, Goremykin V, Xiao J, Xu Y, Garg S, Zhang C, Martin WF, Zhu R: Phylogenetic analyses with systematic taxon sampling show that mitochondria branch within Alphaproteobacteria. Nat Ecol Evol (2020) in press. doi: 10.1038/s41559-020-1239-x

Martin WF: Older than genes: The acetyl CoA pathway and origins. Front Microbiol 11:817 (2020). PDF

Preiner M, Igarashi K, Muchowska KB, Yu M, Varma SJ, Kleinermanns K, Nobu MK, Kamagata Y, Tüysüz H, Moran J, Martin WF: A hydrogen-dependent geochemical analogue of primordial carbon and energy metabolism. Nat Ecol Evol 4:534–542 (2020). doi: 10.1038/s41559-020-1125-6

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Nelson-Sathi S, Sousa FL, Röttger M, Lozada-Chávez N, Thiergart T, Janssen A, Bryant D, Landan G, Schönheit P, Siebers B, McInerney J, Martin WF: Origins of major archaeal clades correspond to gene acquisitions from bacteria. Nature 517:77–80 (2015). PDF

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