Profesor de investigación
Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas
Las plantas realizan una miríada de funciones bioquímicas extraordinarias, incluida la captura de dióxido de carbono a través de la fotosíntesis, así como la extracción y concentración de elementos esenciales, como el nitrógeno. Detrás de estas capacidades bioquímicas se encuentran los códigos genéticos (genomas) más diversos del planeta. Las plantas tienen genomas muy complejos que resultan de la mezcla, reorganización y reestructuración para adaptarse a entornos diversos y cambiantes. Por ejemplo, el complejo genoma del trigo harinero es seis veces más grande que el genoma humano debido a que los genomas de tres parientes del trigo se fusionaron con el tiempo. Recientemente, los científicos han podido leer (secuenciar) estos genomas complejos, lo que está abriendo la puerta para comprender la base genética de la bioquímica y la adaptación de las plantas. Esta información ayudará a los investigadores a desarrollar plantas que puedan sobrevivir en entornos hostiles, para producir más alimentos, fibra y combustible para una población creciente, así como para mitigar potencialmente los efectos negativos del cambio climático.
Todd Michael aprovecha la tecnología de secuenciación y la biología computacional para descubrir cómo las diferencias genómicas permiten que las plantas respondan mejor a su entorno y lo exploten. El equipo de Michael está desarrollando un marco multigenómico para comprender mejor las redes genéticas subyacentes que gobiernan cómo las poblaciones de plantas interactúan con su entorno.
Su laboratorio examina plantas con formas físicas únicas, estrategias de adquisición de carbono y nitrógeno y patrones de crecimiento para comprender mejor los genomas de las plantas. Por ejemplo, su equipo fue pionero en el uso de la planta con flores de más rápido crecimiento (~1 día para multiplicarse) y más pequeña (1 mm), Spirodela polyrhiza, como modelo de investigación para estudiar una diversa gama de funciones de la planta. El grupo utiliza plantas carnívoras y parásitas para examinar nuevas estrategias de adquisición de nitrógeno. También estudian plantas que realizan fotosíntesis alternativa, como el metabolismo del ácido de las crasuláceas (CAM), para descubrir cómo se reconfigura un genoma para absorber dióxido de carbono por la noche y conservar agua durante el día.
Como miembro del equipo de liderazgo de la iniciativa Harnessing Plants de Salk, Michael brinda apoyo en la secuenciación del genoma para crear Salk Ideal Plants®, que podría almacenar cantidades excesivas de carbono atmosférico en las profundidades del suelo. Su equipo está investigando la arquitectura genética que controla rasgos específicos, como un enraizamiento más profundo, para adoptar un enfoque de reproducción "informado por el genoma" para ayudar a las plantas a almacenar más carbono y adaptarse al cambio climático.
Genómica vegetal: Michael publicó el primer genoma vegetal casi completo de Oropetium thomaeum, un tipo de hierba que puede sobrevivir a sequías extremas, siendo pionero en el uso de nuevas tecnologías de secuenciación y herramientas de análisis del genoma.
Expresión de hora del día (TOD): Usando la planta modelo Arabidopsis thaliana, Michael proporcionó evidencia molecular de que el reloj circadiano permite a las plantas anticipar cambios en su entorno, como los ciclos diarios de luz y oscuridad, así como los cambios estacionales. Su grupo también demostró que las redes de expresión génica TOD se conservan mediante la evolución en plantas superiores, lo que permite el mejoramiento avanzado para cultivos de próxima generación.
Nuevos modelos de plantas: El equipo de Michael ha sido fundamental en la presentación de varios sistemas de plantas modelo clave, como Brachypodium distachyon y Spirodela polyrhiza, a la comunidad de investigación, lo que puede ayudar a revelar más detalles en una amplia gama de funciones de las plantas.
BA, Universidad de Virginia
Doctorado, Dartmouth College
Formación posdoctoral: Instituto Salk de Estudios Biológicos
Su asociación permite a nuestros científicos acelerar el ritmo de descubrimientos de alto riesgo y alta recompensa que tienen el potencial de beneficiar la salud de toda la humanidad, ya sea cáncer, enfermedad de Alzheimer, cambio climático, enfermedades infecciosas o más.
