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 4:1213–1219 (2020). PDF

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). PDF

Orsi WD, Schink B, Buckel W, Martin WF: Physiological limits to life in anoxic subseafloor sediment. FEMS Microciol Rev 44:219–231(2020). PDF

Martin WF: Carbon-metal bonds: Rare and primordial in metabolism. Trends Biochem Sci 44:807–818 (2019). DOI: 10.1016/j.tibs.2019.04.010 PDF

Brunk CF, Martin WF: Archaeal histone contributions to the origin of eukaryotes. Trends Microbiol 27:703–714 (2019). DOI: 10.1016/j.tim.2019.04.002 PDF

Zimorski V, Mentel M, Tielens AGM, Martin WF: Energy metabolism in anaerobic eukaryotes and Earth's late oxygenation. Free Radic Biol Med 140:279–294 (2019). PDF

Weiss MC, Preiner M, Xavier JC, Zimorski V, Martin WF: The last common ancestor between ancient Earth chemistry and the onset of genetics. PLoS Genet 14:e1007518 (2018). PDF

Sousa FL, Preiner M, Martin WF: Native metals, electron bifurcation, and CO₂ reduction in early biochemical evolution. Curr Opin Microbiol 43:77–83 (2018). PDF

Martin WF, Bryant DA, Beatty JT: A physiological perspective on the origin and evolution of photosynthesis. FEMS Microbiol Rev 42: 205–231 (2018). PDF

Martin WF: Symbiogenesis, gradualism, and mitochondrial energy in eukaryote origin. Period Biol 119:141–158 (2017). PDF

Martin WF: Too much eukaryote LGT. Bioessays 39 (2017). PDF

Martin WF, Tielens AGM, Mentel M, Garg SG, Gould SB: The physiology of phagocytosis in the context of mitochondrial origin. Microbiol Mol Biol Rev 81:e00008–e00017 (2017). PDF

Martin WF, Thauer RK: Energy in ancient metabolism. Cell 168:953–955 (2017). PDF

Martin WF, Cerff R: Physiology, phylogeny, early evolution, and GAPDH. Protoplasma 254:1823–1834 (2017). PDF

Martin WF: Physiology, anaerobes, and the origin of mitosing cells 50 years on. J Theor Biol 434:2–10 (2017). PDF

Martin WF: Physiology, phylogeny, and the energetic roots of life. Period Biol 118:343–352 (2016). PDF

Weiss MC, Sousa FL, Mrnjavac N, Neukirchen S, Roettger M, Nelson-Sathi S, Martin WF: The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nat Microbiol 1:16116 (2016). PDF

Garg SG, Martin WF: Mitochondria, the cell cycle, and the origin of sex via a syncytial eukaryote common ancestor. Genome Biol Evol 8:1950–1970 (2016). PDF

Gould SB, Garg SG, Martin WF: Bacterial vesicle secretion and the evolutionary origin of the eukaryotic endomembrane system. Trends Microbiol 24:525–534 (2016). PDF

Schönheit P, Buckel W, Martin WF: On the origin of heterotrophy. Trends Microbiol 24:12–25 (2016). PDF

Ku C, Nelson-Sathi S, Roettger M, Sousa FL, Lockhart PJ, Bryant D, Hazkani-Covo E, McInerney JO, Landan G, Martin WF: Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes. Nature 524:427–432 (2015). PDF

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

Martin WF, Sousa FL, Lane N: Energy at life's origin. Science 344:1092–1093 (2014). PDF

Sousa F, Martin WF: Biochemical fossils of the ancient transition from geoenergetics to bioenergetics in prokaryotic one carbon compound metabolism. Biochim. Biophys. Acta. 1837:964–981 (2014). PDF

Schmitt V, Menzel D, Händeler K, Gunkel S, Escande ML, Martin WF, Wägele H: Chloroplast incorporation and long-term photosynthetic performance through the life cycle in laboratory cultures of Elysia timida (Sacoglossa, Heterobranchia). Frontiers Zool. 11:15 (2014). PDF

List J-M, Nelson-Sathi S, Geissler H, Martin WF: Networks of lexical borrowing and lateral gene transfer in language and genome evolution. BioEssays 36:141–150 (2014). PDF

Christa G, Zimorski V, Woehle C, Tielens AGM, Wägele H, Martin WF, Gould SB: Plastid-bearing sea slugs fix CO₂ in the light but do not require photosynthesis to survive. Proc. Roy. Soc. Lond. B. 281:20132493 (2014). PDF

Zimorski V, Martin WF: Subcellular targeting of proteins and pathways during evolution. New Phytol. 201:1–2 (2014). PDF

de Vries J, Habicht J, Woehle C, Huang C, Christa G, Wägele H, Nickelsen J, Martin WF, Gould SB: Is ftsH the key to plastid longevity in sacoglossan slugs? Genome Biol. Evol. 5:2540–2548 (2013). PDF

Maier U-G, Zauner S, Woehle C, Bolte K, Hempel F, Allen JF, Martin WF: Massively convergent evolution for ribosomal protein gene content in plastid and mitochondrial genomes. Genome Biol. Evol. 5:2318–2329 (2013). PDF

Zimorski V, Major P, Hoffmann K, Pereira-Brás X, Martin WF, Gould SB: The N-terminal sequences of four major hydrogenosomal proteins are not essential for import into hydrogenosomes of Trichomonas vaginalis. J. Eukaryot. Microbiol. 60:89–97 (2013). PDF

Sousa FL, Shavit-Greivink L, Allen JF, Martin WF: Chlorophyll biosynthesis gene evolution indicates photosystem gene duplication, not photosystem merger, at the origin of oxygenic photosynthesis. Genome Biol. Evol. 5:200–216 (2013). PDF

Dagan T, Roettger M, Stucken K, Landan G, Koch R, Major P, Gould SB, Goremykin VV, Rippka R, Tandeau de Marsac N, Gugger M, Lockhart PJ, Allen JF, Brune I, Maus I, Pühler A, Martin WF: Section V cyanobacterial genomes and the evolution of oxygenic photosynthesis from prokaryotes to plastids. Genome Biol. Evol. 5:31–44 (2013). PDF

Martin WF: Hydrogen, metals, bifurcating electrons, and proton gradients: The early evolution of biological energy conservation. FEBS Lett. 586:485–493 (2012). PDF

Lane N, Martin WF: The origin of membrane bioenergetics. Cell 151:1406–1416 (2012). PDF

Nelson-Sathi S, Dagan T, Landan G, Janssen A, Steel M, McInerney JO, Deppenmeier U, Martin WF: Acquisition of a thousand eubacterial genes physiologically transformed a methanogen at the origin of Haloarchaea. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109:20537–20542 (2012). PDF

Müller M, Mentel M, van Hellemond J, Henze K, Woehle C, Gould SB, Yu R-Y, van der Giezen M, Tielens AGM, Martin WF: Biochemistry and evolution of anaerobic energy metabolism in eukaryotes. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 76:444–495 (2012). PDF

McInerney JO, Martin WF, Koonin EV, Allen JF, Galperin MY, Lane N, Archibald JM, Embley TM: Planctomycetes and eukaryotes: a case of analogy not homology. BioEssays 33:810–817 (2011). PDF

Wägele H, Deusch O, Händeler K, Martin R, Schmitt V, Christa G, Pinzger B, Dagan T, Klussmann-Kolb A, Martin W: Transcriptomic evidence that longevity of acquired plastids in the photosynthetic slugs Elysia timida and Plakobranchus ocellatus does not entail lateral transfer of algal nuclear genes. Mol. Biol. Evol. 28:699–706 (2011). PDF

Lane N, Martin W: The energetics of genome complexity. Nature 467:929–934 (2010). PDF

Dagan T, Roettger M, Bryant D, Martin W: Genome networks root the tree of life between prokaryotic domains. Genome Biol. Evol. 2:379–392 (2010). PDF

Russell MJ, Hall AJ, Martin W: Serpentinization as a source of energy at the origin of life. Geobiology. 8:355–371 (2010). pubmed

Mentel M, Martin W: Anaerobic animals from an ancient, anoxic ecological niche. BMC Biology. 8:32 [6 pages] (2010). PDF

Lane N, Allen JF, Martin W: How did LUCA make a living? Chemiosmosis in the origin of life. BioEssays 32:271–280 (2010). PDF

Hazkani-Covo E, Zeller RM, Martin W: Molecular poltergeists: mitochondrial DNA copies (numts) in sequenced nuclear genomes. PLoS Genet. 6:e1000834 (2010). PDF

Dagan T, Martin W: Seeing red and green in diatom genomes. Science 324:1651–1652 (2009). PDF

Martin W: Hydrothermalquellen und der Ursprung des Lebens. Biologie in Unserer Zeit 39:166–174 (2009). PDF

Martin W, Baross J, Kelley D, Russell MJ: Hydrothermal vents and the origin of life. Nature Rev. Microbiol. 6:805–814 (2008). PDF

Dagan T, Artzy-Randrup Y, Martin W: Modular networks and cumulative impact of lateral transfer in prokaryote genome evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105:10039–10044 (2008). PDF

Allen JF, Martin W: Evolutionary biology: Out of thin air. Nature 445:610–612 (2007). PDF

Dagan T, Martin W: Ancestral genome sizes specify the minimum rate of lateral gene transfer during prokaryote evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104:870–875 (2007). PDF

Martin W, Russell MJ: On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent. Phil. Trans Roy. Soc. Lond. B 362:1887–1925 (2007). PDF

Dagan T, Martin W: The tree of one percent. Genome Biol. 7:118 [7 pages] (2006). PDF

Embley TM, Martin W: Eukaryote evolution: changes and challenges. Nature 440:623–630 (2006). PDF

Martin W, Koonin EV: Introns and the origin of nucleus-cytosol compartmentation. Nature 440:41–45 (2006). PDF

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