Professor e Diretor
Centro Jack H. Skirball para Biologia Química e Proteômica
Cadeira Arthur e Julie Woodrow
As plantas usam uma notável diversidade de capacidades para responder ao seu ambiente – elas podem sentir luz, água, produtos químicos e até fluxos de vento e, por sua vez, falar com outras plantas e organismos em seu ambiente usando a linguagem da química. Ao longo de milhões de anos, as plantas evoluíram para aproveitar a energia do sol, sobreviver em uma miríade de ambientes desafiadores, absorver dióxido de carbono (que a maioria dos outros organismos considera tóxico) e coletar nutrientes da vida em decomposição no solo, tudo isso firmemente plantado no solo. chão. Mas os agricultores querem melhorar ainda mais a forma como as plantas crescem, combatem pragas, geram remédios naturais e produzem alimentos saudáveis. Para melhorar a saúde e o rendimento das plantas de maneira globalmente sustentável, os cientistas precisam primeiro entender como as plantas já otimizaram sua biologia e química por meio do processo de evolução ao longo de quase 450 milhões de anos.
Joseph Noel estuda a estrutura e a química dos compostos produzidos pelas plantas, bem como a forma como as plantas evoluíram maneiras únicas de fazer seus próprios produtos especializados adaptados a quase todos os ecossistemas da Terra. Ele usa ensaios biológicos para testar como o comportamento de uma planta é alterado por mudanças genéticas. Ele também emprega técnicas de química para replicar os caminhos de produção de uma planta no laboratório. O conhecimento que ele obtém inclui pistas sobre como melhorar as reações químicas das plantas ou combater as mudanças climáticas. Por exemplo, Noel desmontou a estrutura de um polímero vegetal natural conhecido como suberina - também conhecido como cortiça - que é rico em átomos de carbono derivados do dióxido de carbono do gás de efeito estufa e que também protege as plantas de estressores ambientais, incluindo seca, inundações, doenças e sal. . Como essas moléculas naturais de plantas são densamente embaladas com átomos de carbono e resistem à decomposição nos solos, elas aumentam a vitalidade dos solos e servem como dispositivos de armazenamento de carbono para possivelmente mitigar os efeitos deletérios das mudanças climáticas associadas ao excesso de dióxido de carbono atmosférico.
Usando truques que aprendeu com a biologia vegetal e a bioquímica, Noel projetou a enzima que as plantas usam para produzir o composto antienvelhecimento resveratrol, comumente encontrado no vinho tinto. Essa tecnologia tem sido usada para produzir resveratrol e moléculas relacionadas em outras plantas para armá-las em sua batalha constante contra patógenos ambientais, oferecendo também potenciais benefícios dietéticos para os seres humanos.
O grupo de Noel descobriu uma estrutura química mais completa de um dispositivo natural de armazenamento de carbono encontrado em todas as plantas conhecido como suberina, o que explica por que ela resiste à decomposição e protege as plantas de uma miríade de estresses ambientais.
A equipe de Noel descobriu como uma enzima chamada chalcona isomerase evoluiu para permitir que as plantas produzissem produtos vitais para sua própria sobrevivência. Os pesquisadores esperam que esse conhecimento sirva de base para a fabricação de produtos benéficos para os seres humanos, incluindo medicamentos e colheitas melhoradas.
BS, Química, Universidade de Pittsburgh em Johnstown
PhD, Química e Bioquímica, Ohio State University
Pós-doutorado, Yale University
Pós-doutorado, National Science Foundation
Pós-doutorado, National Institutes of Health
