Professeur de recherche
Laboratoire de Biologie Moléculaire et Cellulaire Végétale
Les plantes accomplissent une multitude de fonctions biochimiques extraordinaires, notamment la capture du dioxyde de carbone par la photosynthèse, ainsi que l'extraction et la concentration d'éléments essentiels, comme l'azote. Ces capacités biochimiques reposent sur les codes génétiques (génomes) les plus diversifiés de la planète. Les plantes possèdent des génomes extrêmement complexes, fruit de mélanges, de réorganisations et de restructurations pour s'adapter à des environnements divers et changeants. Par exemple, le génome complexe du blé tendre est six fois plus grand que celui de l'homme, en raison de la fusion progressive des génomes de trois espèces apparentées au blé. Ce n'est que récemment que les scientifiques ont pu lire (séquencer) ces génomes complexes, ouvrant ainsi la voie à la compréhension des bases génétiques de la biochimie et de l'adaptation des plantes. Ces informations aideront les chercheurs à développer des plantes capables de survivre dans des environnements difficiles et à produire davantage de nourriture, de fibres et de carburant pour une population croissante.
Todd Michael utilise les technologies de séquençage et la biologie computationnelle pour comprendre comment les différences génomiques permettent aux plantes de mieux réagir et d'exploiter leur environnement. Son équipe développe un cadre multigénomique pour mieux comprendre les réseaux génétiques sous-jacents qui régissent l'interaction des populations végétales avec leur environnement.
Son laboratoire étudie des plantes aux formes physiques, aux stratégies d'acquisition du carbone et de l'azote et aux schémas de croissance uniques afin de mieux comprendre leurs génomes. Par exemple, son équipe a été la première à utiliser Spirodela polyrhiza, la plante à la croissance la plus rapide (environ 1 jour pour se multiplier) et à la floraison la plus petite (1 mm), comme modèle de recherche pour étudier diverses fonctions végétales. Le groupe utilise des plantes carnivores et parasites pour étudier de nouvelles stratégies d'acquisition de l'azote. Ils étudient également les plantes qui pratiquent la photosynthèse alternative, comme le métabolisme acide crassulacéen (CAM), afin de comprendre comment un génome est reprogrammé pour absorber le dioxyde de carbone la nuit et conserver l'eau le jour.
En tant que membre de l'équipe de direction de l'initiative « Harmoning Plants » de Salk, Michael apporte son soutien au séquençage du génome pour créer les plantes Salk Ideal Plants®, capables de stocker l'excès de carbone atmosphérique en profondeur. Son équipe étudie l'architecture génétique contrôlant des caractéristiques spécifiques, comme un enracinement plus profond, afin d'adopter une approche de sélection « génomiquement informée » pour aider les plantes à stocker davantage de carbone et à s'adapter aux conditions météorologiques extrêmes et autres pressions environnementales.
Génomique végétale : Michael a publié le premier génome végétal presque complet d'Oropetium thomaeum, un type d'herbe qui peut survivre à une sécheresse extrême, en étant le pionnier de l'utilisation de nouvelles technologies de séquençage et d'outils d'analyse du génome.
Expression de l'heure du jour (TOD) : En utilisant la plante modèle Arabidopsis thaliana, Michael a apporté la preuve moléculaire que l'horloge circadienne permet aux plantes d'anticiper les changements de leur environnement, tels que les cycles lumière-obscurité quotidiens et les changements saisonniers. Son groupe a également démontré que les réseaux d'expression des gènes TOD sont conservés au cours de l'évolution chez les plantes supérieures, ce qui permet une sélection avancée pour les cultures de nouvelle génération.
Nouveaux modèles d'usines : L'équipe de Michael a joué un rôle déterminant dans l'introduction de plusieurs systèmes végétaux modèles clés, tels que Brachypodium distachyon et Spirodela polyrhiza, auprès de la communauté de recherche, ce qui peut aider à révéler davantage de détails sur un large éventail de fonctions végétales.
BA, Université de Virginie
Doctorat, Dartmouth College
Formation postdoctorale : Salk Institute for Biological Studies
