Profesor y director
Centro Jack H. Skirball de Biología Química y Proteómica
Silla Arthur y Julie Woodrow
Las plantas usan una notable diversidad de capacidades para responder a su entorno: pueden sentir la luz, el agua, los productos químicos e incluso los flujos de viento y, a su vez, hablar con otras plantas y organismos en su entorno utilizando el lenguaje de la química. Durante millones de años, las plantas evolucionaron para aprovechar la energía del sol, sobrevivir en una miríada de entornos desafiantes, absorber dióxido de carbono (que la mayoría de los otros organismos encuentran tóxico) y recolectar nutrientes de la vida en descomposición en el suelo, todo mientras están firmemente plantadas en el suelo. Pero los agricultores quieren mejorar aún más la forma en que crecen las plantas, combatir las plagas, generar medicinas naturales y producir cultivos alimentarios saludables. Para mejorar la salud y el rendimiento de las plantas de manera sostenible a nivel mundial, los científicos primero deben comprender cómo las plantas ya han optimizado su biología y química a través del proceso de evolución durante casi 450 millones de años.
Joseph Noel estudia la estructura y la química de los compuestos producidos por las plantas y cómo las plantas han desarrollado formas únicas de hacer sus propios productos especializados adaptados a casi todos los ecosistemas de la Tierra. Utiliza ensayos biológicos para probar cómo el comportamiento de una planta es alterado por cambios genéticos. También emplea técnicas químicas para replicar las vías de producción de una planta en el laboratorio. El conocimiento que obtiene incluye pistas sobre cómo mejorar las reacciones químicas de las plantas o combatir el cambio climático. Por ejemplo, Noel ha reconstruido la estructura de un polímero vegetal natural conocido como suberina, también conocido como corcho, que es rico en átomos de carbono derivados del dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, y que también protege a las plantas de los factores ambientales estresantes, como la sequía, las inundaciones, las enfermedades y la sal. . Debido a que estas moléculas de plantas naturales están densamente empaquetadas con átomos de carbono y resisten la descomposición en los suelos, mejoran la vitalidad de los suelos y sirven como dispositivos de almacenamiento de carbono para posiblemente mitigar los efectos nocivos del cambio climático asociados con el exceso de dióxido de carbono atmosférico.
Usando trucos que aprendió de la biología y la bioquímica de las plantas, Noel diseñó la enzima que usan las plantas para producir el compuesto antienvejecimiento resveratrol, que se encuentra comúnmente en el vino tinto. Esta tecnología se ha utilizado para producir resveratrol y moléculas relacionadas en otras plantas para armarlas en su batalla constante contra los patógenos ambientales y, al mismo tiempo, ofrecer posibles beneficios dietéticos a los humanos.
El grupo de Noel descubrió una estructura química más completa de un dispositivo de almacenamiento de carbono natural que se encuentra en todas las plantas conocido como suberina que explica por qué resiste la descomposición y protege a las plantas de una miríada de estrés ambiental.
El equipo de Noel descubrió cómo evolucionó una enzima llamada chalcona isomerasa para permitir que las plantas elaboren productos vitales para su propia supervivencia. Los investigadores esperan que este conocimiento informe la fabricación de productos que sean beneficiosos para los humanos, incluidos medicamentos y cultivos mejorados.
BS, Química, Universidad de Pittsburgh en Johnstown
PhD, Química y Bioquímica, Universidad Estatal de Ohio
Becario postdoctoral, Universidad de Yale
Becario postdoctoral, Fundación Nacional de Ciencias
Becario postdoctoral, Institutos Nacionales de Salud
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