Professeur et directeur
Centre Jack H. Skirball de biologie chimique et de protéomique
Chaise Arthur et Julie Woodrow
Les plantes utilisent une remarquable diversité de capacités pour réagir à leur environnement : elles peuvent percevoir la lumière, l'eau, les substances chimiques et même le vent, et, par conséquent, communiquer avec les autres plantes et organismes de leur environnement grâce au langage chimique. Au fil de millions d'années, les plantes ont évolué pour exploiter l'énergie solaire, survivre dans une multitude d'environnements difficiles, absorber le dioxyde de carbone (que la plupart des autres organismes considèrent comme toxique) et récolter les nutriments des organismes vivants en décomposition dans le sol, tout en étant fermement ancrées dans le sol. Mais les agriculteurs souhaitent améliorer encore la croissance des plantes, lutter contre les ravageurs, produire des médicaments naturels et produire des cultures vivrières saines. Pour améliorer la santé et le rendement des plantes de manière durable à l'échelle mondiale, les scientifiques doivent d'abord comprendre comment les plantes ont déjà optimisé leur biologie et leur chimie au cours de leur évolution sur près de 450 millions d'années.
Joseph Noel étudie la structure et la chimie des composés produits par les plantes, ainsi que la manière dont celles-ci ont développé des méthodes uniques pour fabriquer leurs propres produits spécialisés, adaptés à presque tous les écosystèmes de la planète. Il utilise des tests biologiques pour tester comment le comportement d'une plante est modifié par des changements génétiques. Il utilise également des techniques chimiques pour reproduire les voies de production d'une plante en laboratoire. Les connaissances qu'il acquiert comprennent des pistes pour améliorer les réactions chimiques des plantes ou accroître leur résilience. Par exemple, Noel a reconstitué la structure d'un polymère végétal naturel appelé subérine (aussi appelé liège), riche en atomes de carbone dérivés du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, et qui protège également les plantes des facteurs de stress environnementaux tels que la sécheresse, les inondations, les maladies et le sel. Parce que ces molécules végétales naturelles sont densément chargées en atomes de carbone et résistent à la décomposition dans les sols, elles améliorent la vitalité des sols et servent de réservoirs de carbone pour potentiellement atténuer l'excès de dioxyde de carbone atmosphérique.
Grâce à des astuces apprises en biologie végétale et en biochimie, Noel a mis au point l'enzyme utilisée par les plantes pour produire le resvératrol, un composé anti-âge couramment présent dans le vin rouge. Cette technologie a été utilisée pour produire du resvératrol et des molécules apparentées dans d'autres plantes, les armant ainsi dans leur lutte constante contre les agents pathogènes environnementaux, tout en offrant des bienfaits nutritionnels potentiels pour l'homme.
Le groupe de Noel a découvert une structure chimique plus complète d'un dispositif naturel de stockage du carbone présent dans toutes les plantes, connu sous le nom de subérine, qui explique pourquoi il résiste à la décomposition et protège les plantes d'une myriade de stress environnementaux.
L'équipe de Noel a découvert comment une enzyme appelée chalcone isomérase a évolué pour permettre aux plantes de fabriquer des produits essentiels à leur survie. Les chercheurs espèrent que ces connaissances contribueront à la fabrication de produits bénéfiques pour l'homme, notamment des médicaments et des cultures améliorées.
Licence en chimie, Université de Pittsburgh à Johnstown
Doctorat en chimie et biochimie, Université d'État de l'Ohio
Chercheur postdoctoral, Université Yale
Chercheur postdoctoral, National Science Foundation
Chercheur postdoctoral, Instituts nationaux de la santé
