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Steven M. Smith

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Steven M. Smith (nacido hacia 1960) es profesor emérito de Genética Vegetal y Bioquímica en la Universidad de Tasmania en Australia e investigador principal en el Centro de Excelencia del Consejo Australiano de Investigación para el Éxito de las Plantas en la Naturaleza y la Agricultura .

Educación y primeros años de vida

Smith nació y creció en Luton , Inglaterra, Reino Unido. Asistió a la Luton Grammar School y al Luton Sixth Form College antes de convertirse en asistente científico en la estación experimental de Rothamsted en Harpenden, Hertfordshire. Su trabajo en Rothamsted lo inspiró a dedicarse a las ciencias vegetales y obtuvo las cualificaciones necesarias para acceder a la universidad mediante clases nocturnas y de medio tiempo en el Luton College of Technology.

Carrera

Obtuvo honores de primera clase en Ciencias Biológicas de la Universidad de Leicester , luego fue a la Universidad de Indiana en los Estados Unidos para estudiar una maestría bajo la supervisión de Carlos Miller, el descubridor de la kinetina . Smith regresó al Reino Unido para estudiar un doctorado bajo la supervisión del profesor Reginald Ellis en la Universidad de Warwick, tiempo durante el cual realizó parte de su investigación en el Instituto de Mejora Vegetal , en Cambridge. Luego recibió una beca para realizar investigación en la División de Industria Vegetal de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) en Canberra , Australia. Después de un breve período en el Instituto John Innes en Norwich , fue nombrado profesor en el Departamento de Botánica de la Universidad de Edimburgo . Pasó 20 años en Edimburgo , llegando a ser Jefe del Instituto de Ciencias Moleculares de las Plantas. Sirvió para el Consejo Escocés de Financiamiento de la Educación Superior como Evaluador de Calidad de la Enseñanza y fue Examinador Externo en el Politécnico Ngee Ann en Singapur . Tras recibir una beca de la Federación del Consejo Australiano de Investigación en 2004, Smith se trasladó a la Universidad de Australia Occidental y se convirtió en Profesor Winthrop de Genómica Vegetal. Fue miembro fundador del Centro de Excelencia en Biología Energética Vegetal del Consejo Australiano de Investigación en 2005, y fue Investigador Jefe hasta 2014. También fundó y dirigió el Centro de Excelencia en Metabolómica Vegetal. En 2015 fue nombrado Profesor de Genética y Bioquímica Vegetal en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Tasmania . En 2013 y 2014 recibió becas de la Academia China de Ciencias y fue nombrado Profesor Visitante en el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo en Pekín .

Investigación

La investigación de Smith está dirigida a comprender el crecimiento y desarrollo de las plantas a nivel molecular, y a buscar maneras de mejorar la productividad y el valor de las plantas.

Durante sus estudios de doctorado, Smith colaboró ​​con John Bedbrook en el Instituto de Mejora Vegetal para clonar el primer ADNc que codifica una enzima vegetal. [ 3 ] Esta enzima es la ribulosa-1,5- bisfosfato carboxilasa/oxigenasa, abreviada como RuBisCO , que es responsable de la fijación de dióxido de carbono por las plantas. En Edimburgo, en la era pregenómica, colaboró ​​con Chris Leaver y clonó varias enzimas clave del metabolismo vegetal, incluyendo la malato sintasa, la isocitrato liasa y la PEP carboxiquinasa. Concibió una idea con Anthony Trewavas para crear plantas transgénicas que expresaran la proteína luminiscente de medusa sensible al calcio, aequorina , para informar sobre la señalización de calcio en las plantas. Juntos obtuvieron financiación, crearon las plantas y demostraron que podían informar sobre la señalización rápida de calcio en respuesta al frío, los hongos, el tacto y el viento. [ 4 ] [ 5 ] Este trabajo precedió a una investigación similar que utilizaba la proteína verde fluorescente de la misma medusa. En 1996, Smith y su estudiante de doctorado Takeshi Takaha informaron del descubrimiento de glucanos cíclicos que contienen hasta 200 residuos de glucosa, a los que denominaron cicloamilosa . [ 6 ] La cicloamilosa y los cicloglucanos relacionados se utilizan ahora ampliamente en las industrias alimentaria y biotecnológica. Investigaciones posteriores sobre el metabolismo del almidón con Alison Smith y Sam Zeeman en el Centro John Innes llevaron al descubrimiento de una nueva vía de degradación del almidón en las hojas. [ 7 ] Smith también fue fundamental en la definición de vías del metabolismo energético que involucran peroxisomas, en particular la beta-oxidación de ácidos grasos y el ciclo del glioxilato . [ 8 ]

Karrikins: una nueva familia de reguladores del crecimiento vegetal

La contribución actual y más importante de Smith a la biología vegetal radica en el establecimiento de las karrikinas como una familia importante de reguladores naturales del crecimiento vegetal, la determinación del modo de acción de las karrikinas y la evolución de la respuesta a las karrikinas. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Las karrikinas son pequeños compuestos orgánicos producidos por incendios forestales . Son arrastradas al suelo por la lluvia y estimulan la germinación de semillas latentes de plantas que siguen al fuego y que residen en el banco de semillas del suelo. [ 15 ] Esta respuesta a las karrikinas es una adaptación evolutiva específica de numerosas especies de plantas que siguen al fuego, lo que les brinda la oportunidad de crecer y reproducirse con éxito en el entorno posterior al incendio. [ 16 ]

Smith descubrió que Arabidopsis thaliana puede responder a las karrikinas bajo condiciones específicas, lo que proporcionó el avance necesario para descubrir su modo de acción. [ 17 ] Su grupo logró aislar mutantes insensibles a las karrikinas en Arabidopsis, y la posterior identificación de los genes mutados reveló que la percepción y respuesta a las karrikinas requerían una hidrolasa alfa/beta conocida como KARRIKIN INSENSITIVE 2 (KAI2) y una proteína F-box conocida como MORE AXILARY GROWTH2 (MAX2). [ 18 ] [ 19 ] Estos descubrimientos revelaron que la señalización de las karrikinas ocurre mediante un mecanismo similar al de la señalización de las hormonas estrigolactonas químicamente relacionadas . [ 20 ] Fundamentalmente, estableció que las karrikinas y las estrigolactonas se perciben de forma independiente y provocan diferentes respuestas en las plantas. [ 19 ] [ 21 ]

Su investigación ha revelado además que la función habitual de KAI2 es percibir un compuesto de señalización endógeno que no es ni karrikina ni estrigolactona, pero que probablemente sea muy similar. [ 22 ] [ 23 ] Propone que la duplicación de un gen KAI2 ancestral en las primeras plantas terrestres condujo a la evolución de dos genes en las plantas con semillas, uno de los cuales percibe estrigoactonas y el otro percibe el compuesto endógeno similar a la karrikina. [ 24 ] [ 25 ]

Premios y reconocimientos

Personal

Smith está casado con la Dra. Brenda Winning y tienen una hija, nacida en 1998. Smith es percusionista en la banda de gaitas City of Hobart Highland Pipe Band.

Referencias

  1. ↑ Graham, Ian Alexander (1989). Estructura y función del gen de la malato sintasa del pepino y su expresión durante el desarrollo de la planta (tesis doctoral). Universidad de Edimburgo.Icono de acceso abierto
  2. ↑ Graham, Ian A.; Smith, Laura M.; Brown, John WS; Leaver, Christopher J. ; Smith, Steven M. (1989). "El gen de la malato sintasa del pepino". Plant Molecular Biology . 13 (6): 673– 684. doi : 10.1007/BF00016022 . PMID 2491683 . S2CID 23684986 .  
  3. ↑ Bedbrook, John R.; Smith, Steven M.; Ellis, R. John (23 de octubre de 1980). "Clonación molecular y secuenciación de ADNc que codifica el precursor de la subunidad pequeña de la ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa del cloroplasto". Nature . 287 (5784): 692– 697. Bibcode : 1980Natur.287..692B . doi : 10.1038/287692a0 . S2CID 4243808 . 
  4. ↑ Knight, Marc R.; Campbell, Anthony K.; Smith, Steven M.; Trewavas, Anthony J. (8 de agosto de 1991). "La aequorina de plantas transgénicas informa sobre los efectos del tacto, el choque térmico y los elicitores en el calcio citoplasmático". Nature . 352 ( 6335): 524– 526. Bibcode : 1991Natur.352..524K . doi : 10.1038/352524a0 . PMID 1865907. S2CID 4239898 .  
  5. ↑ Knight, MR; Smith, SM; Trewavas, AJ (1 de junio de 1992). "El movimiento de las plantas inducido por el viento aumenta inmediatamente el calcio citosólico" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 89 (11): 4967– 4971. Bibcode : 1992PNAS...89.4967K . doi : 10.1073/pnas.89.11.4967 . ISSN 0027-8424 . PMC 49209. PMID 11536497 .   
  6. ↑ Takaha, Takeshi; Yanase, Michiyo; Takata, Hiroki; Okada, Shigetaka; Smith, Steven M. (9 de febrero de 1996). "La enzima D de la patata cataliza la ciclación de la amilosa para producir cicloamilosa, un nuevo glucano cíclico" . Journal of Biological Chemistry . 271 (6): 2902– 2908. doi : 10.1074/jbc.271.6.2902 . ISSN 0021-9258 . PMID 8621678 .  
  7. ↑ Smith, Alison M.; Zeeman, Samuel C.; Smith, Steven M. (1 de enero de 2005). "Degradación del almidón". Annual Review of Plant Biology . 56 (1): 73– 98. doi : 10.1146/annurev.arplant.56.032604.144257 . PMID 15862090 . 
  8. ↑ Pracharoenwattana, Itsara; Cornah, Johanna E.; Smith, Steven M. (1 de julio de 2005). "La citrato sintasa peroxisomal de Arabidopsis es necesaria para la respiración de ácidos grasos y la germinación de semillas" . The Plant Cell . 17 (7): 2037–2048 . doi : 10.1105/tpc.105.031856 . ISSN 1532-298X . PMC 1167550. PMID 15923350 .   
  9. ↑ Flematti, Gavin R.; Dixon, Kingsley W; Smith, Steven M. (21 de diciembre de 2015). "¿Qué son las karrikinas y cómo fueron 'descubiertas' por las plantas?" . BMC Biology . 13 (1): 108. doi : 10.1186/s12915-015-0219-0 . PMC 4687367 . PMID 26689715 .  
  10. ↑ Khan, Amina (30 de marzo de 2010). "El humo se relaciona con un crecimiento vegetal más fuerte y denso" . Los Angeles Times . ISSN 0458-3035 . Consultado el 3 de septiembre de 2015 . 
  11. ↑ Vivian, Geoff. "Encontrando el sistema de señalización para la respuesta de las plantas al 'humo'" . Recuperado el 3 de septiembre de 2015 .
  12. ↑ "Científico botánico pionero se une a la Universidad de Tasmania" . 4 de diciembre de 2014. Consultado el 3 de septiembre de 2015 .
  13. ↑ "La ciencia de los incendios forestales ayuda a que las semillas germinen más rápido y con mayor fuerza" . ABC Rural . 30 de junio de 2014. Consultado el 3 de septiembre de 2015 .
  14. ↑ "Los productos químicos del humo pueden ayudar a que los bosques se regeneren después de un incendio | Pacific Beat" . www.radioaustralia.net.au . Consultado el 3 de septiembre de 2015 .
  15. ↑ Nelson, David C.; Riseborough, Julie-Anne; Flematti, Gavin R.; Stevens, Jason; Ghisalberti, Emilio L.; Dixon, Kingsley W.; Smith, Steven M. (1 de febrero de 2009). "Karrikins descubiertas en el humo desencadenan la germinación de semillas de Arabidopsis mediante un mecanismo que requiere síntesis de ácido giberélico y luz" . Plant Physiology . 149 (2): 863– 873. doi : 10.1104/pp.108.131516 . ISSN 1532-2548 . PMC 2633839. PMID 19074625 .   
  16. ↑ Nelson, David C.; Flematti, Gavin R.; Riseborough, Julie-Anne; Ghisalberti, Emilio L.; Dixon, Kingsley W.; Smith, Steven M. (13 de abril de 2010). "Las karrikinas mejoran las respuestas a la luz durante la germinación y el desarrollo de plántulas en Arabidopsis thaliana" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 107 (15): 7095– 7100. Bibcode : 2010PNAS..107.7095N . doi : 10.1073/pnas.0911635107 . ISSN 0027-8424 . PMC 2872431. PMID 20351290 .   
  17. ↑ Nelson, David C.; Scaffidi, Adrian; Dun, Elizabeth A.; Waters, Mark T.; Flematti, Gavin R.; Dixon, Kingsley W.; Beveridge, Christine A. ; Ghisalberti, Emilio L.; Smith, Steven M. (24 de mayo de 2011). "La proteína F-box MAX2 tiene funciones duales en la señalización de karrikinas y estrigolactonas en Arabidopsis thaliana" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 ( 21): 8897– 8902. Bibcode : 2011PNAS..108.8897N . doi : 10.1073/pnas.1100987108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3102411. PMID 21555559 .   
  18. ↑ Nelson, David C.; Flematti, Gavin R.; Ghisalberti, Emilio L.; Dixon, Kingsley W.; Smith, Steven M. (1 de enero de 2012). "Regulación de la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas mediante señales químicas de la vegetación quemada". Annual Review of Plant Biology . 63 (1): 107– 130. doi : 10.1146/annurev-arplant-042811-105545 . PMID 22404467 . 
  19. 1 2 Waters, Mark T.; Nelson, David C.; Scaffidi, Adrian; Flematti, Gavin R.; Sun, Yueming K.; Dixon, Kingsley W.; Smith, Steven M. (1 de abril de 2012). "La especialización dentro de la familia de proteínas DWARF14 confiere respuestas distintas a las karrikinas y las estrigolactonas en Arabidopsis" . Development . 139 (7): 1285– 1295. doi : 10.1242/dev.074567 . ISSN 0950-1991 . PMID 22357928 .  
  20. ↑ Smith, Steven M. (1 de enero de 2013). "Biología vegetal: brujería y destrucción" . Nature . 504 (7480): 384–385 . Bibcode : 2013Natur.504..384S . doi : 10.1038/nature12843 . PMID 24336204 . 
  21. ↑ Smith, Steven M; Li, Jiayang (1 de octubre de 2014). "Señalización y respuestas a estrigolactonas y karrikinas". Current Opinion in Plant Biology . SI: Señalización celular y regulación génica. 21 : 23–29 . doi : 10.1016/j.pbi.2014.06.003 . PMID 24996032 . 
  22. ↑ Scaffidi, Adrian; Waters, Mark T.; Ghisalberti, Emilio L.; Dixon, Kingsley W.; Flematti, Gavin R.; Smith, Steven M. (1 de octubre de 2013). "Morfogénesis de plántulas independiente de carlactona en Arabidopsis" . The Plant Journal . 76 (1): 1– 9. doi : 10.1111/tpj.12265 . ISSN 1365-313X . PMID 23773129 .  
  23. ↑ Scaffidi, Adrian; Waters, Mark T.; Sun, Yueming K.; Skelton, Brian W.; Dixon, Kingsley W.; Ghisalberti, Emilio L.; Flematti, Gavin R.; Smith, Steven M. (1 de julio de 2014). "Las hormonas estrigolactonas y sus estereoisómeros señalizan a través de dos proteínas receptoras relacionadas para inducir diferentes respuestas fisiológicas en Arabidopsis" . Plant Physiology . 165 (3): 1221– 1232. doi : 10.1104/pp.114.240036 . ISSN 1532-2548 . PMC 4081333. PMID 24808100 .   
  24. ↑ Waters, Mark T.; Scaffidi, Adrian; Sun, Yueming K.; Flematti, Gavin R.; Smith, Steven M. (1 de agosto de 2014). "El sistema de respuesta de karrikinas de Arabidopsis" . The Plant Journal . 79 (4): 623– 631. doi : 10.1111/tpj.12430 . ISSN 1365-313X . PMID 24433542 .  
  25. ↑ Waters, Mark T.; Scaffidi, Adrian; Moulin, Solène LY; Sun, Yueming K.; Flematti, Gavin R.; Smith, Steven M. (1 de julio de 2015). "Un ortólogo de Selaginella moellendorffii de KARRIKIN INSENSITIVE2 funciona en el desarrollo de Arabidopsis pero no puede mediar respuestas a karrikinas o estrigolactonas" . The Plant Cell . 27 (7): 1925– 1944. doi : 10.1105/tpc.15.00146 . ISSN 1532-298X . PMC 4531350. PMID 26175507 .   
  26. ↑ "HCR Clarivate Analytics" . HCR Clarivate Analytics . Consultado el 23 de noviembre de 2016 .