Стивен М. Смит

Австралийский и британский учёный
Стивен М. Смит
Стивен Смит в Каменном лесу в Китае
Рожденный
Лутон , Бедфордшир, Англия, Великобритания
НациональностьАвстралийский и британский
Альма-матерУниверситет Лестера (бакалавр наук)
Университет Индианы (магистр наук)
Университет Уорика (доктор философии)
ИзвестныйКаррикинс
СупругДоктор Бренда Виннинг
ДетиОдна дочь
НаградыСтипендия Института биологии (1998)
Австралийский исследовательский совет , Федеральная стипендия (2004)
Китайская академия наук , Приглашенный профессор (2013)
Китайская академия наук , Международная президентская стипендия (2014)
Научная карьера
ПоляГенетика и биохимия растений
УчрежденияЭкспериментальная станция Ротамстед,
Содружество научных и промышленных исследований

Институт Джона Иннеса
Эдинбургский университет
Университет Западной Австралии
Китайская академия наук Институт генетики и биологии развития

Университет Тасмании
ТезисСинтез малой субъединицы рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы
научный руководительР. Джон Эллис
ДокторантыЯн А. Грэм [1] [2]
Веб-сайтwww.stevensmithresearch.com

Стивен М. Смит — почетный профессор генетики и биохимии растений в Университете Тасмании в Австралии и главный исследователь в Центре передового опыта Австралийского исследовательского совета по успешному использованию растений в природе и сельском хозяйстве .

Образование и ранняя жизнь

Смит родился и вырос в Лутоне , Бедфордшир, Англия. Он учился в Luton Grammar School и Luton Sixth Form College, прежде чем стать помощником научного сотрудника на Rothamsted Experimental Station в Харпендене, Хартфордшир. Работа в Rothamsted вдохновила его начать карьеру в области ботанических наук, и он получил квалификацию для поступления в университет через «дневное отделение» и вечерние занятия в Luton College of Technology.

Карьера

Он был удостоен первой степени отличия в области биологических наук в Университете Лестера , затем отправился в Университет Индианы, США, чтобы учиться на магистра под руководством Карлоса Миллера, открывателя кинетина . Смит вернулся в Великобританию, чтобы учиться на доктора философии под руководством профессора Р. Джона Эллиса в Университете Уорика , в течение которого он проводил некоторые из своих исследований в Институте селекции растений в Кембридже. Затем он получил стипендию для проведения исследований в Отделе растениеводства Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) в Канберре, Австралия. После непродолжительного периода в Институте Джона Иннеса в Норидже он был назначен на должность лектора на кафедре ботаники в Эдинбургском университете . Он провел 20 лет в Эдинбурге, поднявшись до должности главы Института молекулярных наук о растениях. Он работал в Scottish Higher Education Funding Council в качестве оценщика качества преподавания и был внешним экзаменатором в Ngee Ann Polytechnic в Сингапуре. После получения стипендии Australian Research Council Federation в 2004 году Смит перешел в Университет Западной Австралии и стал профессором геномики растений Winthrop. Он был одним из основателей Центра передового опыта в области биологии энергии растений Australian Research Council в 2005 году и был главным исследователем до 2014 года. Он также основал и был директором Центра передового опыта в области метаболомики растений. В 2015 году он был назначен профессором генетики и биохимии растений в Школе биологических наук в Университете Тасмании . В 2013 и 2014 годах он был удостоен стипендий Китайской академии наук и назначен приглашенным профессором в Институте генетики и биологии развития в Пекине.

Исследовать

Исследования Смита направлены на изучение роста и развития растений на молекулярном уровне и поиск путей повышения продуктивности и ценности растений.

Во время своей докторской диссертации Смит сотрудничал с Джоном Бедбруком в Институте селекции растений, чтобы клонировать первую кДНК , кодирующую растительный фермент. [3] Этот фермент — рибулозо-1,5- бисфосфаткарбоксилаза /оксигеназа, сокращенно RuBisCO , которая отвечает за фиксацию углекислого газа растениями. В Эдинбурге в эпоху до геномики он сотрудничал с Крисом Ливером и клонировал несколько ключевых ферментов растительного метаболизма, включая малатсинтазу, изоцитратлиазу и PEP-карбоксикиназу. Он задумал с Энтони Тревавасом создать трансгенные растения, экспрессирующие чувствительный к кальцию светящийся белок медузы, экворин , для сообщения о кальциевой сигнализации в растениях. Вместе они получили финансирование, создали растения и показали, что они могут сообщать о быстрой кальциевой сигнализации в ответ на холод, грибки, прикосновение и ветер. [4] [5] Эта работа предшествовала аналогичному исследованию с использованием зеленого флуоресцентного белка из той же медузы. В 1996 году Смит и его аспирант Такеши Такаха сообщили об открытии циклических глюканов, содержащих до 200 остатков глюкозы, которые они назвали циклоамилозой . [6] Циклоамилоза и родственные циклоглюканы в настоящее время широко используются в пищевой и биотехнологической промышленности. Дальнейшие исследования метаболизма крахмала с Элисон Смит и Сэмом Зееманом в Центре Джона Иннеса привели к открытию нового пути распада крахмала в листьях. [7] Смит также сыграл важную роль в определении путей энергетического метаболизма с участием пероксисом, в частности бета-окисления жирных кислот и глиоксилатного цикла . [8]

Каррикины: новое семейство регуляторов роста растений

Текущий и наиболее важный вклад Смита в биологию растений заключается в установлении каррикинов как основного семейства природных регуляторов роста растений, определении способа действия каррикинов и эволюции реакции каррикинов. [9] [10] [11] [12] [13] [14] Каррикины — это небольшие органические соединения, вырабатываемые лесными пожарами . Они вымываются в почву дождем и стимулируют прорастание спящих семян растений, следующих за огнем, которые находятся в почвенном семенном банке. [15] Эта реакция на каррикины является специфической эволюционной адаптацией многочисленных видов растений, следующих за огнем, предоставляя им возможность успешно расти и размножаться в условиях после пожара. [16]

Смит обнаружил, что Arabidopsis thaliana может реагировать на каррикины при определенных условиях, и это обеспечило прорыв, необходимый для обнаружения их способа действия. [17] Его группа смогла выделить мутантов, нечувствительных к каррикину, в Arabidopsis, а последующая идентификация мутировавших генов показала, что восприятие и реакция каррикина требуют альфа/бета-гидролазы, известной как KARRIKIN INSENSITIVE 2 (KAI2), и белка F-box, известного как MORE AXILARY GROWTH2 (MAX2). [18] [19] Эти открытия показали, что передача сигнала каррикина происходит по механизму, аналогичному передаче сигнала химически родственных гормонов стриголактона . [20] Что особенно важно, он установил, что каррикины и стриголактоны воспринимаются независимо и вызывают разные реакции у растений. [19] [21]

Его исследования далее показали, что обычная функция KAI2 заключается в восприятии эндогенного сигнального соединения, которое не является ни каррикином, ни стриголактоном, но, вероятно, очень похоже. [22] [23] Он предполагает, что дублирование предкового гена KAI2 у ранних наземных растений привело к эволюции двух генов у семенных растений, один из которых воспринимает стригоактоны, а другой воспринимает эндогенное каррикиноподобное соединение. [24] [25]

Награды и признание

Личный

Смит женат на докторе Бренде Уиннинг, у них есть дочь, родившаяся в 1998 году. Смит — второстепенный барабанщик в группе волынщиков Highland Pipe Band города Хобарт.

Ссылки

  1. ^ Грэм, Ян Александр (1989). Структура и функция гена малатсинтазы огурца и экспрессия в процессе развития растения (диссертация на соискание степени доктора философии). Эдинбургский университет. Значок открытого доступа
  2. ^ Грэм, Ян А.; Смит, Лора М.; Браун, Джон В.С.; Ливер, Кристофер Дж .; Смит, Стивен М. (1989). «Ген малатсинтазы огурца». Молекулярная биология растений . 13 (6): 673–684. doi :10.1007/BF00016022. PMID  2491683. S2CID  23684986.
  3. ^ Бедбрук, Джон Р.; Смит, Стивен М.; Эллис, Р. Джон (23 октября 1980 г.). «Молекулярное клонирование и секвенирование кДНК, кодирующей предшественника малой субъединицы хлоропластной рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы». Nature . 287 (5784): 692–697. Bibcode :1980Natur.287..692B. doi :10.1038/287692a0. S2CID  4243808.
  4. ^ Найт, Марк Р.; Кэмпбелл, Энтони К.; Смит, Стивен М.; Тревавас, Энтони Дж. (8 августа 1991 г.). «Трансгенный растительный экворин сообщает о влиянии прикосновения и холодового шока и элиситоров на цитоплазматический кальций». Nature . 352 (6335): 524–526. Bibcode :1991Natur.352..524K. doi :10.1038/352524a0. PMID  1865907. S2CID  4239898.
  5. ^ Найт, MR; Смит, SM; Тревавас, AJ (1 июня 1992 г.). «Вызванное ветром движение растений немедленно увеличивает цитозольный кальций». Труды Национальной академии наук . 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 февраля 1996 г.). «Картофельный D-фермент катализирует циклизацию амилозы для получения циклоамилозы, нового циклического глюкана». Journal of Biological Chemistry . 271 (6): 2902–2908. doi : 10.1074/jbc.271.6.2902 . ISSN  0021-9258. PMID  8621678.
  7. ^ Смит, Элисон М.; Зееман, Сэмюэл К.; Смит, Стивен М. (1 января 2005 г.). «Деградация крахмала». Annual Review of Plant Biology . 56 (1): 73–98. doi :10.1146/annurev.arplant.56.032604.144257. PMID  15862090.
  8. ^ Прачароенваттана, Итсара; Корнах, Джоанна Э.; Смит, Стивен М. (1 июля 2005 г.). «Пероксисомальная цитратсинтаза арабидопсиса необходима для дыхания жирными кислотами и прорастания семян». The Plant Cell . 17 (7): 2037–2048. doi :10.1105/tpc.105.031856. ISSN  1532-298X. PMC 1167550. PMID 15923350  . 
  9. ^ Флематти, Гэвин Р.; Диксон, Кингсли В.; Смит, Стивен М. (21 декабря 2015 г.). «Что такое каррикины и как они были «открыты» растениями?». BMC Biology . 13 (1): 108. doi : 10.1186/s12915-015-0219-0 . PMC 4687367. PMID  26689715 . 
  10. ^ Хан, Амина (30 марта 2010 г.). «Дым связан с более сильным и густым ростом растений». Los Angeles Times . ISSN  0458-3035 . Получено 3 сентября 2015 г.
  11. ^ Вивиан, Джефф. "Поиск сигнальной системы для реакции растений на дым" . Получено 3 сентября 2015 г. .
  12. ^ "В Университет Тасмании присоединился выдающийся ученый-растениевод". 4 декабря 2014 г. Получено 3 сентября 2015 г.
  13. ^ «Наука о лесных пожарах помогает семенам прорастать быстрее и сильнее». ABC Rural . 30 июня 2014 г. Получено 3 сентября 2015 г.
  14. ^ "Химические вещества в дыме могут помочь лесам восстановиться после пожара | Pacific Beat". www.radioaustralia.net.au . Получено 3 сентября 2015 г.
  15. ^ Нельсон, Дэвид К.; Райзборо, Джули-Энн; Флематти, Гэвин Р.; Стивенс, Джейсон; Гизальберти, Эмилио Л.; Диксон, Кингсли В.; Смит, Стивен М. (1 февраля 2009 г.). «Каррикины, обнаруженные в дыме, вызывают прорастание семян арабидопсиса с помощью механизма, требующего синтеза гибберелловой кислоты и света». Физиология растений . 149 (2): 863–873. doi :10.1104/pp.108.131516. ISSN  1532-2548. PMC 2633839. PMID  19074625 . 
  16. ^ Нельсон, Дэвид К.; Флематти, Гэвин Р.; Райзборо, Джули-Энн; Гизальберти, Эмилио Л.; Диксон, Кингсли В.; Смит, Стивен М. (13 апреля 2010 г.). «Каррикины усиливают световые реакции во время прорастания и развития сеянцев у Arabidopsis thaliana». Труды Национальной академии наук . 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 мая 2011 г.). "F-box protein MAX2 has dual roles in karrikin and strigolactone signaling in Arabidopsis thaliana". Труды Национальной академии наук . 108 (21): 8897–8902. Bibcode : 2011PNAS..108.8897N. doi : 10.1073/pnas.1100987108 . ISSN  0027-8424. PMC 3102411 . PMID  21555559. 
  18. ^ Нельсон, Дэвид К.; Флематти, Гэвин Р.; Гизальберти, Эмилио Л.; Диксон, Кингсли В.; Смит, Стивен М. (1 января 2012 г.). «Регулирование прорастания семян и роста рассады химическими сигналами от сжигания растительности». Annual Review of Plant Biology . 63 (1): 107–130. doi :10.1146/annurev-arplant-042811-105545. PMID  22404467.
  19. ^ ab Waters, Mark T.; Nelson, David C.; Scaffidi, Adrian; Flematti, Gavin R.; Sun, Yueming K.; Dixon, Kingsley W.; Smith, Steven M. (1 апреля 2012 г.). «Специализация в семействе белков DWARF14 обусловливает различные реакции на каррикины и стриголактоны у Arabidopsis». Development . 139 (7): 1285–1295. doi : 10.1242/dev.074567 . ISSN  0950-1991. PMID  22357928.
  20. ^ Смит, Стивен М. (1 января 2013 г.). «Биология растений: Колдовство и разрушение». Nature . 504 (7480): 384–385. Bibcode :2013Natur.504..384S. doi : 10.1038/nature12843 . PMID  24336204.
  21. ^ Смит, Стивен М; Ли, Цзяян (1 октября 2014 г.). «Сигнализация и ответы на стриголактоны и каррикины». Current Opinion in Plant Biology . SI: Клеточная сигнализация и регуляция генов. 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 октября 2013 г.). «Карлактон-независимый морфогенез сеянцев у 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 июля 2014 г.). «Гормоны стриголактона и их стереоизомеры передают сигнал через два родственных рецепторных белка, вызывая различные физиологические реакции у Arabidopsis». Физиология растений . 165 (3): 1221–1232. doi :10.1104/pp.114.240036. ISSN  1532-2548. PMC 4081333. PMID 24808100  . 
  24. ^ Уотерс, Марк Т.; Скаффиди, Адриан; Сан, Юэминг К.; Флематти, Гэвин Р.; Смит, Стивен М. (1 августа 2014 г.). «Система реакции каррикина у Arabidopsis». The Plant Journal . 79 (4): 623–631. doi : 10.1111/tpj.12430 . ISSN  1365-313X. PMID  24433542.
  25. ^ Уотерс, Марк Т.; Скаффиди, Адриан; Мулен, Солен LY; Сан, Юэминг К.; Флематти, Гэвин Р.; Смит, Стивен М. (1 июля 2015 г.). «Ортолог Selaginella moellendorffii KARRIKIN INSENSITIVE2 функционирует в развитии арабидопсиса, но не может опосредовать ответы на каррикины или стриголактоны». 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 . Получено 23 ноября 2016 г.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Steven_M._Smith&oldid=1240446817"