Andrew John McWalter Millar , FRS , FRSE es un cronobiólogo , biólogo de sistemas y genetista molecular escocés . Millar es profesor en la Universidad de Edimburgo y también se desempeña como presidente de biología de sistemas. Millar es mejor conocido por sus contribuciones a la biología circadiana de las plantas ; en el laboratorio de Steve Kay , fue pionero en el uso de imágenes de luciferasa para identificar mutantes circadianos en Arabidopsis . Además, el grupo de Millar ha implicado al gen ELF4 en el control circadiano del tiempo de floración en Arabidopsis.. Millar fue elegido miembro de la Royal Society en 2012 y de la Royal Society of Edinburgh en 2013.
Andrew J. Millar | |
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Nació | Londres |
Nacionalidad | británico |
alma mater | Universidad de Cambridge , Universidad Rockefeller |
Conocido por | ritmo circadiano , TOC1 , imágenes de bioluminiscencia , modelado de sistemas biológicos |
Premios | Miembro de la Royal Society , FRSE , miembro de EMBO |
Carrera científica | |
Campos | Biología de sistemas , Ciencias de las plantas , Cronobiología , Gestión de datos . |
Instituciones | Universidad de Virginia , Universidad de Warwick , Universidad de Edimburgo |
Tesis | (1994) |
Asesor de doctorado | Nam-Hai Chua , FRS |
Otros asesores académicos | Steve A. Kay , Gene D. Block |
Sitio web | http://www.amillar.org |
La vida
Andrew Millar se crió en Luxemburgo . Posteriormente asistió a la Universidad de Cambridge, donde recibió una Licenciatura en Artes en 1988, donde estudió genética y ganó premios universitarios de botánica en 1987 y genética en 1988. Después de graduarse, comenzó sus estudios de doctorado en los Estados Unidos en la Universidad Rockefeller bajo la tutoría de Nam. -Hai Chua , FRS, y se graduó en 1994 con un doctorado en genética molecular vegetal. [1] Luego completó una beca postdoctoral en el Centro de sincronización biológica de la National Science Foundation (NSF) en la Universidad de Virginia bajo la dirección de Steve A. Kay y Gene D. Block en 1995. En 1996, se unió a la facultad de la Universidad de Warwick , donde comenzó a trabajar en biología sintética y de sistemas junto con cronobiología vegetal. Permaneció en Warwick hasta 2005, cuando se unió a la facultad de la Universidad de Edimburgo. Millar ayudó a fundar SynthSys, un centro de investigación en biología sintética y de sistemas asociado con la Universidad de Edimburgo, en 2007. [2]
Investigar
Luciferasa y biología circadiana de plantas
Como cronobiólogo pionero, Millar es conocido por su uso de reporteros de luciferasa con el propósito de estudiar la biología circadiana de las plantas. Millar comenzó a experimentar con el gen reportero de luciferasa de luciérnaga cuando era estudiante de posgrado en la Universidad Rockefeller. En 1992, Millar y sus colegas fusionaron el promotor cab2 de Arabidopsis y el gen de luciferasa de luciérnaga para establecer un informador en tiempo real de la expresión génica regulada por el ciclo circadiano en plantas. Millar rastreó el ritmo de transcripción del promotor cab2 utilizando un sistema de imágenes de video con poca luz que rastrea la bioluminiscencia de luciferasa . Millar planteó la hipótesis de que este modelo podría usarse para aislar mutantes en el reloj circadiano de la planta.
En 1995, Millar y sus colegas utilizaron este modelo de luciferasa para identificar plantas mutantes de Arabidopsis con patrones de ciclos anormales. El grupo de Millar encontró que la expresión de cab2 oscilaba con un período más corto en las plantas mutantes toc1 en comparación con las plantas de tipo salvaje . [3] Estos métodos y descubrimientos se publicaron y aparecieron en la portada de la revista Science en febrero de 1995. Los experimentos de luciferasa de Millar han contribuido enormemente a la comprensión actual del reloj circadiano en las plantas. Específicamente, el trabajo de Millar en 1995 y 2012 ha sido integral en el desarrollo del modelo represor en plantas.
Papel de ELF3 y ELF4
Con el grupo de Kay, Millar identificó roles para los genes ELF3 y ELF4 en el sistema circadiano de la planta. Las plantas con mutaciones de pérdida de función en elf3 exhibieron arritmicidad en condiciones de luz constante pero no en oscuridad constante, lo que sugiere que elf3 era necesario para el control adecuado del reloj mediante la luz. Además, Millar y sus colegas demostraron que ELF3 y su parálogo ELF4 son necesarios para la expresión rítmica adecuada de otros dos genes importantes involucrados en el reloj circadiano de la planta, Circadian Clock Associated 1 ( CCA1 ) e Late Elongated Hypocotyl (LHY). [4] Estos primeros esfuerzos contribuyeron en gran medida a los esfuerzos por comprender los mecanismos subyacentes a la función del oscilador circadiano de la planta. Se ha demostrado que ELF3 y ELF4 son importantes mediadores de la entrada de luz en el oscilador circadiano de la planta. [5] Los mecanismos subyacentes a la función del oscilador, específicamente el alcance total de las interacciones de "ELF3" y "ELF4" con otras partes del reloj, son un área activa de investigación.
Biología evolutiva de los relojes circadianos de las plantas
En 2005, Millar y sus colegas descubrieron cómo los relojes circadianos de las plantas aumentan la fotosíntesis y el crecimiento, ofreciendo así una ventaja selectiva . Primero, compararon la capacidad de supervivencia de Arabidopsis de tipo salvaje , que tiene un período circadiano de aproximadamente 24 horas, cuando se cultiva en un ciclo de luz-oscuridad de 20 horas, luego de 24 horas y, por último, de 28 horas. Luego examinaron mutantes de período largo (28 horas) y período corto (20 horas) que crecieron en ciclos de luz-oscuridad que eran similares o diferentes a los períodos endógenos de su reloj. En las tres cepas, las hojas contenían más clorofila cuando el período de la planta coincidía con el del medio ambiente. Además, los mutantes de período corto y largo fijaban alrededor de un 40% más de carbono cuando los períodos exógenos coincidían con sus ritmos endógenos, de acuerdo con la hipótesis de la resonancia circadiana. [4] Los experimentos de Millar demostraron un posible mecanismo que se ha seleccionado para la función del reloj circadiano durante la evolución de las plantas.
La investigación actual
En 2017, Millar y sus colegas explicaron y predijeron cuantitativamente los fenotipos canónicos del tiempo circadiano en un organismo modelo multicelular. El equipo de investigación utilizó datos metabólicos y fisiológicos para combinar y ampliar modelos matemáticos de expresión génica rítmica, floración dependiente del fotoperíodo, crecimiento por alargamiento y metabolismo del almidón dentro de un modelo marco para Arabidopsis. El modelo predijo el efecto de la sincronización circadiana alterada sobre fenotipos particulares en plantas con mutaciones de reloj. La tasa de crecimiento de toda la planta disminuyó, lo que se atribuyó a un metabolismo nocturno alterado del almidón almacenado, además de la movilización alterada de las reservas secundarias de ácidos orgánicos. [6]
Posiciones
- Becario de desarrollo de investigación de BBSRC (2002-2007)
- Gerente del Programa Interdisciplinario de Regulación Celular (2003-2004)
- Profesor de Biología de Sistemas, Universidad de Edimburgo (2005-presente)
- Director fundador del Centro de Biología de Sistemas de Edimburgo (2007-2011)
- Miembro electo de EMBO (2011) [7]
- Miembro de la Royal Society (2012) [8]
- Miembro de la Royal Society of Edinburgh (2013) [9]
Premios
- Medalla del presidente de la Sociedad de Biología Experimental (1999)
- Conferencia del Premio Charles Darwin de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (2000)
- Premio Saltire a la investigación escocesa (2009)
- La regla de Aschoff (2015)
Ver también
- Ritmo circadiano
- ELF4
- Steve A. Kay
- Gene D. Block
Referencias
- ^ Perfil de la Universidad de Edimburgo .
- ^ Perfil de Innogen Archivado el 13 de abril de 2017 en Wayback Machine .
- ^ W. Huang, "El mapeo del núcleo del reloj circadiano de Arabidopsis define la estructura de red del oscilador", Science , 2012, PMID 22403178 .
- ^ a b C. McClung, "Plant Circadian Rhythms" , The Plant Cell , 2006, PMC 1425852
- ^ M. Nohales y SA Kay, "Mecanismos moleculares en el núcleo del oscilador circadiano de la planta" , Biología estructural y molecular de la naturaleza , 2016, PMID 27922614
- ^ Chew, Yin Hoon; Seaton, Daniel D .; Mengin, Virginie; Flis, Anna; Mugford, Sam T .; Smith, Alison M .; Stitt, Mark; Millar, Andrew J. (6 de febrero de 2017). "Vincular el tiempo circadiano a la tasa de crecimiento cuantitativamente a través del metabolismo del carbono". bioRxiv 10.1101 / 105437 .
- ^ Perfil EMBO.
- ^ Perfil de la Royal Society.
- ^ Perfil de la Royal Society of Edinburgh.