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と濃縮など、無数の並外れた生化学的機能を実行します。 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、多様で変化する環境に適応するために、混合、再編成、再構築によって得られる非常に複雑なゲノムを持っています。 たとえば、パンコムギの複雑なゲノムは、XNUMX つのコムギ近縁種のゲノムが時間の経過とともに融合するため、ヒトゲノムの XNUMX 倍の大きさになります。 科学者たちがこれらの複雑なゲノムを読み取る（配列する）ことができるようになったのはつい最近のことであり、これにより植物の生化学と適応の遺伝的基盤を理解するための扉が開かれつつあります。 この情報は、研究者が過酷な環境でも生き残ることが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、燃料を栽培し、潜在的に気候変動の悪影響を緩和するのに役立ちます。

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。

マイケルは、ソークの植物利用イニシアチブのリーダーシップチームのメンバーとして、過剰な量の大気中の炭素を地中深くに貯蔵できるソーク理想植物® を作成するためのゲノム配列決定のサポートを提供しています。 彼のチームは、植物がより多くの炭素を貯蔵し、気候変動に適応できるように「ゲノム情報に基づいた」育種アプローチを採用するために、より深く根を張るなどの特定の形質を制御する遺伝子構造を研究している。