教授とディレクター
ジャック H. スカーボール ケミカルバイオロジーおよびプロテオミクスセンター
アーサー＆ジュリー・ウッドローチェア
植物は、環境に応答するために驚くほど多様な能力を使用します。植物は光、水、化学薬品、さらには風の流れさえも感知し、化学の言語を使用して環境内の他の植物や生物と会話することができます。 何百万年もの間、植物は太陽のエネルギーを利用し、無数の困難な環境で生き残り、二酸化炭素（他のほとんどの生物が有毒であると認識します）を吸収し、土壌にしっかりと植えられたまま、土壌の腐敗した生命体から栄養素を集めるように進化してきました。接地。 しかし、農家は植物の成長方法をさらに改善し、害虫を撃退し、天然医薬品を生成し、健康な食用作物を生産したいと考えています。 地球規模で持続可能な方法で植物の健康と収量を改善するには、科学者はまず、植物が約 450 億 XNUMX 万年にわたる進化の過程を通じてすでにその生物学と化学をどのように最適化しているかを理解する必要があります。
ジョセフ・ノエルは、植物が生成する化合物の構造と化学、そして植物が地球上のほぼすべての生態系に適応した独自の特殊な製品を作る独自の方法をどのように進化させてきたかを研究しています。 彼は生物学的アッセイを使用して、遺伝子の変化によって植物の行動がどのように変化するかをテストします。 彼はまた、化学技術を利用して植物の生産経路を研究室で再現しています。 彼が得た知識には、植物の化学反応を改善する方法や気候変動と戦う方法に関するヒントが含まれています。 たとえば、ノエルはスベリンとして知られる天然の植物ポリマー（別名コルク）の構造を解明しました。このポリマーは温室効果ガスである二酸化炭素に由来する炭素原子を豊富に含み、干ばつ、洪水、病気、塩などの環境ストレス要因から植物を保護します。 。 これらの天然の植物分子は炭素原子が密に詰まっており、土壌中での分解に抵抗するため、土壌の活力を高め、大気中の過剰な二酸化炭素に伴う気候変動の悪影響を緩和する炭素貯蔵装置として機能する可能性があります。
ノエルは、植物生物学と生化学から学んだトリックを使用して、赤ワインに一般的に含まれる老化防止化合物レスベラトロールを生成するために植物が使用する酵素を設計しました。 この技術は、他の植物でレスベラトロールと関連分子を生産し、環境病原体との絶え間ない戦いに備えさせるために使用されており、同時に人間にも潜在的な食事上の利点を提供しています。
ノエルのグループは、スベリンとして知られるすべての植物に見られる天然の炭素貯蔵装置のより完全な化学構造を解明しました。これにより、スベリンが分解に抵抗し、無数の環境ストレスから植物を保護する理由が説明されます。
ノエルのチームは、カルコンイソメラーゼと呼ばれる酵素が、植物が自らの生存に不可欠な生成物を作れるようにどのように進化したのかを解明した。 研究者らは、この知識が医薬品や改良作物など人間にとって有益な製品の製造に役立つことを期待している。
ピッツバーグ大学ジョンズタウン校、化学学士号
オハイオ州立大学、化学および生化学博士号
イェール大学博士研究員
米国科学財団博士研究員
国立衛生研究所博士研究員
