Professor de pesquisa
Laboratório de Biologia Molecular e Celular Vegetal
As plantas desempenham uma miríade de funções bioquímicas extraordinárias, incluindo a captura de dióxido de carbono por meio da fotossíntese, bem como a extração e concentração de elementos essenciais, como o nitrogênio. Subjacentes a essas habilidades bioquímicas estão os códigos genéticos (genomas) mais diversos do planeta. As plantas possuem genomas altamente complexos que resultam da mistura, reorganização e reestruturação para se adaptarem a ambientes diversos e mutáveis. Por exemplo, o genoma complexo do trigo para pão é seis vezes maior que o genoma humano devido à fusão dos genomas de três parentes do trigo ao longo do tempo. Os cientistas só recentemente conseguiram ler (sequenciar) esses genomas complexos, o que está abrindo caminho para a compreensão da base genética da bioquímica e da adaptação das plantas. Essas informações ajudarão os pesquisadores a desenvolver plantas que possam sobreviver em ambientes hostis e a cultivar mais alimentos, fibras e combustível para uma população crescente.
Todd Michael aproveita a tecnologia de sequenciamento e a biologia computacional para descobrir como as diferenças genômicas permitem que as plantas respondam e explorem melhor seu ambiente. A equipe de Michael está desenvolvendo uma estrutura multigenômica para entender melhor as redes genéticas subjacentes que governam como as populações de plantas interagem com o ambiente.
Seu laboratório examina plantas com formas físicas únicas, estratégias de aquisição de carbono e nitrogênio e padrões de crescimento para entender melhor os genomas das plantas. Por exemplo, sua equipe foi pioneira no uso da planta com flores de crescimento mais rápido (~1 dia para se multiplicar) e menor (1 mm), Spirodela polyrhiza, como um modelo de pesquisa para estudar uma gama diversificada de funções da planta. O grupo usa plantas carnívoras e parasitas para examinar novas estratégias de aquisição de nitrogênio. Eles também estudam plantas que realizam fotossíntese alternativa, como o metabolismo ácido das crassuláceas (CAM), para descobrir como um genoma é reprogramado para absorver dióxido de carbono à noite e conservar água durante o dia.
Como membro da equipe de liderança da Iniciativa de Aproveitamento de Plantas da Salk, Michael está fornecendo suporte de sequenciamento genômico para criar as Plantas Ideais da Salk®, que poderiam armazenar quantidades excessivas de carbono atmosférico nas profundezas do solo. Sua equipe está investigando a arquitetura genética que controla características específicas, como raízes mais profundas, a fim de adotar uma abordagem de melhoramento "informada pelo genoma" para ajudar as plantas a armazenar mais carbono e se adaptar a condições climáticas extremas e outras pressões ambientais.
Genômica vegetal: Michael publicou o primeiro genoma vegetal quase completo de Oropetium thomaeum, um tipo de grama que pode sobreviver a secas extremas, sendo pioneiro no uso de novas tecnologias de sequenciamento e ferramentas de análise de genoma.
Expressão da hora do dia (TOD): Usando a planta modelo Arabidopsis thaliana, Michael forneceu evidências moleculares de que o relógio circadiano permite que as plantas antecipem mudanças em seu ambiente, como ciclos diários de luz e escuridão, bem como mudanças sazonais. Seu grupo também mostrou que as redes de expressão do gene TOD são conservadas pela evolução em plantas superiores, o que permite a reprodução avançada para culturas de próxima geração.
Novos modelos de plantas: A equipe de Michael tem sido fundamental na introdução de vários sistemas-modelo de plantas-chave, como Brachypodium distachyon e Spirodela polyrhiza, para a comunidade de pesquisa, o que pode ajudar a revelar mais detalhes sobre uma gama diversificada de funções das plantas.
BA, Universidade da Virgínia
Doutorado, Dartmouth College
Pós-doutorado: Salk Institute for Biological Studies
