Естер Миријам Цимер Ледерберг (; Њујорк, 18. децембар 1922 – Станфорд, 11. новембар 2006) била је америчка микробиолошкиња и пионирка генетике бактерија. Открила је бактеријски вирус ламбда фаг и бактеријски фактор плодности F, осмислила прву имплементацију репликације плоча и унапредила разумевање преноса гена између бактерија путем специјализоване трансдукције.
Ледербергова је такође основала и водила сада угашени Референтни центар за плазмиде на Универзитету Станфорд, где је одржавала, именовала и дистрибуирала плазмиде многих врста, укључујући оне који кодирају отпорност на антибиотике, отпорност на тешке метале, вируленцију, конјугацију, колицине, транспозоне и друге непознате факторе.
Као жена у области у којој доминирају мушкарци и супруга нобеловца Џошуе Ледерберга, Естер Ледерберг се борила за професионално признање. Упркос њеним фундаменталним открићима у области микробиологије, никада јој није понуђена стална позиција на универзитету. Уџбеници често игноришу њен рад и приписују њена достигнућа њеном супругу.
Ране године мини|250px|Естер Ледерберг, Гинтер Стент, С. Бренер, Џ. Ледерберг, 1965.
Естер Миријам Цимер била је прво од двоје деце рођене у Бронксу, Њујорк, у породици ортодоксног јеврејског порекла. Њени родитељи били су Давид Цимер, имигрант из Румуније који је водио штампарију, и Полин Гелер Цимер. Њен брат, Бенџамин Цимер, рођен је 1923. године. Цимер је била дете Велике кризе, а њен ручак је често био комад хлеба преливен соком од исцеђеног парадајза. Цимер је научила хебрејски језик и користила је то знање за вођење пасхалних седера.
Цимер је похађала Средњу школу Евандер Чајлдс у Бронксу, где је матурирала 1938. године са 15 година. Добила је стипендију за похађање Хантер колеџа у Њујорку почевши од те јесени. На колеџу, Цимерова је првобитно желела да студира француски језик или књижевност, али је променила област студија на биохемију упркос препорукама својих професора, који су сматрали да ће жена имати више потешкоћа у остваривању каријере у науци. Радила је као истраживачки асистент у Ботаничкој башти у Њујорку, бавећи се истраживањем гљиве Neurospora crassa са биљним патологом Бернардом Огилвијем Доџом. Добила је диплому из генетике, дипломиравши cum laude 1942. године, са 19 година.
Након дипломирања на Хантеру, Цимер је отишла да ради као истраживачки асистент код Александера Холендера на Карнегијевом институту у Вашингтону (касније Лабораторија Колд Спринг Харбор), где је наставила да ради са N. crassa и објавила свој први рад из генетике. Године 1944. добила је стипендију за Универзитет Станфорд, радећи као асистент код Џорџа Велса Бидла и Едварда Тејтума. Када је замолила Тејтума да је подучава генетици, он је првобитно оклевао све док јој није дао задатак да открије зашто у боци са воћним мушицама (Drosophila) једна мушица има другачију боју очију од осталих. То је толико успешно решила да ју је Тејтум учинио својим асистентом у настави. Касније је отпутовала на запад у Калифорнију, и након лета проведеног студирајући на Станфордовој Поморској станици Хопкинс код Корнелијуса Ван Нила, уписала је мастер програм из генетике. Станфорд јој је доделио магистарску диплому 1946. године. Њена магистарска теза носила је наслов „Мутантни сојеви Neurospora којима недостаје пара-аминобензоева киселина” (енгл. ). Исте године, удала се за Џошуе Ледерберга, тада Тејтумовог студента на Универзитету Јејл. Ледербергова се преселила у Јејлову Ботаничку лабораторију Озборн, а затим на Универзитет Висконсина након што је њен супруг тамо постао професор. Тамо је радила на докторату. Од 1946. до 1949. године, добила је преддокторску стипендију од стране Националног института за рак. Њена теза била је „Генетичка контрола мутабилности код бактерије Escherichia coli” (енгл. ). Докторирала је под менторством Р. А. Бринка 1950. године.
Доприноси микробиологији и генетици Ледерберг је остала на Универзитету Висконсина током већег дела 1950-их. Тамо је открила ламбда фаг, спровела рана истраживања о односу између трансдукције и лизогеније ламбда фага, открила E. coli фактор плодности F са Луиђијем Луком Кавали-Сфорцом (касније објављујући заједно са Џошуом Ледербергом), осмислила прву успешну имплементацију репликације плоча са Џошуом Ледербергом, и помогла у откривању и разумевању генетских механизама специјализоване трансдукције. Ови доприноси поставили су темеље за већи део генетичких истраживања обављених у другој половини двадесетог века. Због њеног рада, сматра се пиониром у генетици бактерија. Године 1956, Естер и Џошуа Ледерберг награђени су за своје фундаменталне студије о генетици бактерија од стране Друштва бактеролога Илиноиса, које им је доделило Пастерову медаљу.
λ бактериофаг
Естер Ледерберг је била прва која је изоловала λ бактериофаг. Првобитно је пријавила откриће 1951. године док је била на докторским студијама, а касније је дала детаљан опис у раду из 1953. године у часопису Genetics. Радила је са сојем K12 бактерије E. coli који је био мутиран ултраљубичастим светлом. Када је инкубирала мешавину мутантног соја са његовим родитељским сојем E. coli K12 на агарној плочи, приметила је плакове, за које се знало да их изазивају бактериофаги. Извор бактериофага био је родитељски K12 сој. Третман УВ зрачењем је „излечио” бактериофаг из мутанта, чинећи га осетљивим на инфекцију истим бактериофагом који је производио родитељ. Бактериофаг је назван λ. Њене студије су показале да λ има типичан животни циклус у којем се фаг брзо умножава пре него што изађе из E. coli домаћина, као и алтернативни животни циклус у којем фаг тихо постоји унутар E. coli само као још један генетски маркер.
Естер и Џошуа Ледерберг су демонстрирали да се λ, у свом мировању, генетски мапира у близини гена E. coli потребних за метаболизам шећера галактозе (gal). Ледербергови су предложили да се генетски материјал фага λ физички интегрише у хромозом поред gal гена и касније репликује као профаг заједно са ДНК бактерије домаћина. Када се профаг касније подстакне да напусти домаћина, мора се ексцидирати (исећи) из ДНК домаћина. Повремено, ДНК фага која је ексцидирана праћена је суседном ДНК домаћина, која може бити уведена у новог домаћина помоћу фага. Овај процес се назива специјализована трансдукција.
Након објављивања својих студија о λ фагу током неколико година, Ледерберг је представила своја открића на међународним конференцијама. Године 1957. одржала је говор о лизогенији фага λ и специјализованој трансдукцији на Симпозијуму о бактеријској и вирусној генетици у Канбери, Аустралија. Године 1958. представила је своја открића о фином структурном мапирању gal локуса на 10. Међународном конгресу генетике у Монтреалу, Канада.
Бактеријски фактор плодности F
Откриће фактора плодности (F фактор) од стране Естер Ледерберг проистекло је директно из њених експеримената на мапирању локације профага ламбда на хромозому E. coli укрштањем са другим сојевима E. coli са познатим генетским маркерима. Када нека укрштања нису резултирала рекомбинантима, посумњала је да су неки од њених сојева E. coli изгубили „фактор плодности”. Њеним речима:
У смислу тестирања доступних маркера ... подаци су показали да постоји специфичан локус за лизогеност. ... Током таквих студија везаности [генетског мапирања],...једног дана, НУЛА рекомбинаната је добијено....Истраживала сам идеју да постоји нека врста 'фактора плодности' чији недостатак доводи до изостанка рекомбинаната. Укратко, назвала сам га F.
Каснији рад других научника показао је да је F фактор бактеријска ДНК секвенца која садржи гене који омогућавају бактерији да донира ДНК бактерији примаоцу директним контактом у процесу који се назива конјугација. ДНК секвенца која кодира F фактор може постојати или као независни плазмид или се интегрисати у хромозом бактеријске ћелије.
Порекло мутација Проблем масовног размножавања бактеријских колонија у истој геометријској конфигурацији као на оригиналној агарној плочи први пут је успешно решен репликацијом плоча, коју су применили Естер и Џошуа Ледерберг. Научници су се борили за поуздано решење најмање деценију пре него што су га Ледербергови успешно имплементирали. Мање ефикасни претходници ове методе били су чачкалице, папир, жичане четке и вишекраке инокулационе игле. Биографкиња Ребека Ферел верује да је метода коју је Ледербергова измислила вероватно инспирисана коришћењем пресе њеног оца на његовом послу, притискањем плоче бактеријских колонија на стерилни сомот, након чега су утискиване на плоче са медијумима који садрже различите састојке, у зависности од жељених особина које је истраживач желео да посматра.
Ледербергови су користили методу репликације плоча да покажу како су мутанти отпорни на бактериофаге и антибиотике настали у одсуству фага или антибиотика. Спонтану природу мутација претходно су демонстрирали Лурија и Делбрик. Међутим, многи научници нису успели да схвате математичке аргументе налаза Лурије и Делбрика, па је њихов рад био игнорисан или одбачен од стране других научника. Контроверза је решена једноставним експериментом репликације плоча који су извели Ледербергови.
Референтни центар за плазмиде Естер Ледерберг се вратила на Станфорд 1959. године са Џошуом Ледербергом. Остала је на Станфорду до краја своје истраживачке каријере, управљајући Референтним центром за плазмиде (PRC) на Медицинском факултету Станфорд од 1976. до 1986. године. Као директорка PRC-а, организовала је и одржавала регистар светских плазмида, транспозона и инсерционих секвенци. Започела је систем секвенцијалног именовања инсерционих секвенци и транспозона почевши од IS1 и Tn1. Секвенцијално нумерисање се наставило све до њеног пензионисања.
Пензионисала се са своје позиције на Одсеку за микробиологију и имунологију на Станфорду 1985. године, али је наставила рад у PRC-у као волонтерка.
Професионални изазови: родна дискриминација Микробиолог Стенли Фалков је рекао за Естер Ледерберг да је „експериментално и методолошки била геније у лабораторији”. Међутим, иако је Естер Ледерберг била пионирска истраживачица, суочила се са значајним изазовима као научница 1950-их и 1960-их година.
Након њених фундаменталних открића F фактора и λ фага током постдипломских студија, Џошуа Ледерберг ју је спречио да спроводи додатне експерименте како би даље истражила своја открића. Према Естериним речима, Џошуа, као њен ментор, желео је да она заврши своју докторску дисертацију. Њен ментор на докторским студијама, Р. А. Бринк, можда није препознао значај њених открића. Вероватно би добила пуно признање за своја открића да јој је било дозвољено да их одмах прати. Уместо тога, одлагање је нашкодило њеном наслеђу као независне истраживачице, а њени налази о бактеријском сексу сада се приписују првенствено њеном супругу. У ствари, већина уџбеника истиче улогу Џошуе Ледерберга у открићима до којих је дошао заједно са Естер. Недостатак признања које је Естер Ледерберг добила за развој технике репликације плоча наводи се као пример Матилдиног ефекта, у којем се открића која су направиле научнице неправедно приписују њиховим мушким колегама. У време када је Џошуа освојио Нобелову награду 1958. године, истраживачки центри који су га регрутовали видели су Естер као његову супругу и асистенткињу у истраживању, а не као независну научницу.
Ледербергова је била искључена из писања поглавља у књизи Phage and the Origins of Molecular Biology из 1966. године, која представља комеморацију молекуларне биологије. Према историчарки науке Пнини Абир-Ам, њено искључење било је „несхватљиво” због њених важних открића у генетици бактериофага. Абир-Ам је приписала њено искључење делом сексизму који је преовладавао током 1960-их.