トッド・マイケル博士

課題

植物は、光合成による二酸化炭素の捕捉や、窒素などの必須元素の抽出・濃縮など、数え切れないほどの優れた生化学的機能を果たします。これらの生化学的能力の根底にあるのは、地球上で最も多様な遺伝コード（ゲノム）です。植物は、多様で変化し続ける環境に適応するために、混合、再編成、再構築された結果、高度に複雑なゲノムを有しています。例えば、パン小麦の複雑なゲノムは、3種類の小麦の近縁種のゲノムが長い時間をかけて融合したため、ヒトゲノムの6倍の大きさになります。科学者たちは最近になってようやく、これらの複雑なゲノムを解読（配列決定）できるようになり、植物の生化学と適応の遺伝学的基盤を理解する道を開きつつあります。この情報は、研究者が過酷な環境で生存できる植物を開発し、急増する人口のためにより多くの食料、繊維、燃料を生産するのに役立つでしょう。

アプローチ

トッド マイケルは、配列決定技術と計算生物学を活用して、ゲノムの違いによって植物がどのようにして環境にうまく反応し、活用できるようになるかを明らかにします。 マイケルのチームは、植物個体群が周囲とどのように相互作用するかを制御する根底にある遺伝ネットワークをより深く理解するために、マルチゲノムフレームワークを開発しています。

彼の研究室では、植物ゲノムをより深く理解するために、独特の物理的形態、炭素と窒素の獲得戦略、成長パターンを持つ植物を研究しています。 たとえば、彼のチームは、最も急速に成長し（増殖までに約 1 日）、最小（1 mm）の開花植物である Spirodela Polyrhiza を、さまざまな植物の機能を研究するための研究モデルとして使用する先駆者となりました。 このグループは、食虫植物と寄生植物を使用して、新しい窒素獲得戦略を研究しています。 彼らはまた、ベンケイソウ酸代謝（CAM）などの代替光合成を行う植物を研究し、夜間に二酸化炭素を取り込み、日中に水を節約するためにゲノムがどのように再配線されるかを明らかにしている。

ソーク研究所の植物利用イニシアチブのリーダーシップチームの一員として、マイケルは、大気中の過剰炭素を地中深くに貯蔵できるソーク・イデアル・プランツ®の創出に向けたゲノムシーケンシング支援を行っています。彼のチームは、より深い根を張るといった特定の形質を制御する遺伝子構造を解明し、「ゲノム情報に基づく」育種アプローチによって植物がより多くの炭素を貯蔵し、極端な気象やその他の環境圧力に適応できるようにすることを目指しています。