MSU-DOE Plant Research Laboratory
PRL | |
| Motto | Växtvetenskap driver innovation |
|---|---|
| Etablerade | 1965 |
| Forskningstyp | Grundforskning om fotosyntetiska organismer; verkliga applikationer |
| Budget | 10 miljoner USD (forskningsbidrag) |
Forskningsområde |
|
| Direktör | Christoph Benning |
| Personal | 150 |
| Plats |
East Lansing , Michigan , USA Koordinater : |
| Tillhörigheter | |
| Hemsida | |
MSU -DOE Plant Research Laboratory (PRL), vanligen kallad Plant Research Lab , är ett forskningsinstitut som till stor del finansieras av US Department of Energy Office of Science och ligger vid Michigan State University (MSU) i East Lansing , Michigan . Plant Research Lab grundades 1965 och omfattar för närvarande tolv laboratorier som bedriver gemensam grundforskning om biologin hos olika fotosyntetiska organismer, inklusive växter , bakterier och alger , förutom att utveckla ny teknik för att hantera energi- och matutmaningar.
Historia
1964-1978
Kontraktet för etableringen av MSU-DOE Plant Research Laboratory undertecknades den 6 mars 1964 mellan US Atomic Energy Commission (AEC) och Michigan State University. Institutet finansierades till en början av AEC:s avdelning för biologi och medicin, som såg ett behov av att förbättra tillståndet för växtvetenskaperna i USA. Avdelningen hade som mål att skapa ett nytt program vid ett eller flera universitet där studenters intresse för växtforskning skulle kunna främjas.
Kontraktet som undertecknades mellan AEC och Michigan State University innehöll ett omfattande forskningsprogram inom växtbiologi och relaterad utbildning på forskarnivå och forskarnivå. Programmet skulle dra starkt nytta av relaterade discipliner som biokemi , biofysik , genetik , mikrobiologi och andra.
1966 flyttade personal från det nya programmet - kallat MSU-AEC Plant Research Laboratory vid den tiden - in i sina nya kvarter i Plant Biology Laboratories-byggnaden vid Michigan State University. De första forskningsprojekten fokuserade generellt på problem som är specifika för växter, såsom celltillväxt och dess reglering av växthormoner , cellväggsstruktur och sammansättning, och fysiologin för blombildning; andra forskningsprojekt behandlade allmänna biologiska problem, såsom reglering av enzymbildning under utveckling och cellulära och genetiska aspekter av hormonverkan.
På 1970-talet bytte federal finansiering av Plant Research Lab ägare ett antal gånger. AEC avskaffades efter Energy Reorganization Act från 1974, och dess funktioner tilldelades två nya byråer. 1975 fick Plant Research Lab således stöd av den nybildade Energy Research and Development Administration, som i sin tur konsoliderades till US Department of Energy (DOE) 1978. Institutets namn modifierades i takt med förändringarna kl. den federala nivån, och äntligen bestämmer sig för sitt nuvarande namn, MSU-DOE Plant Research Laboratory.
1978-2006
DOE breddade laboratoriets mandat för att titta på grundläggande växtprocesser, särskilt när det gäller tillväxten av växter som en förnybar resurs , med fokus på forskning som flyttade till modern växtmolekylärbiologi . Under den perioden var forskare från Plant Research Lab bland pionjärerna som introducerade användningen av modellväxten, Arabidopsis thaliana , i växtbiologin.
Från och med 1990-talet initierade Plant Research Lab en kultur av gruppprojekt, som kombinerade talangerna hos Plant Research Lab-fakultetsmedlemmar med forskare från andra institutioner vid Michigan State University, för att ta itu med svåra och riskfyllda forskningsprojekt. Projekten inkluderade biosyntes av cellväggskomponenter, upprättande av ett genetiskt system för den kvävefixerande aktinomyceten Frankia , studier av den molekylära grunden för blominduktion , studier av membranbundna transkriptionsfaktorer och andra .
2006-nutid
Under 2006 omdirigerades Plant Research Labs forskningsuppdrag för att matcha de nya prioriteringarna för DOE:s Office of Basic Energy Sciences (DOE-BES) . DOE-programmet genomgick en omorganisation, och målen fokuserade nu på grundläggande aspekter av energi och kolavskiljning, omvandling och avsättning i energirika molekyler i både växter och mikrober .
Denna förändring i forskningsinriktning ledde till en omkonfigurering av gruppforskningsprojekt och till nyanställningar av fakulteten. 2013 blev gruppprojektmodellen, som först antogs på 1990-talet, den grundläggande forskningsmodellen - "forskningsteam som adresserar forskningsteman" - för all DOE-BES-finansierad forskning. Tre primära forskningsprojekt initierades (gå till avsnitt) för att förstå den grundläggande vetenskapen om fotosyntetiska organismer, inklusive utforskandet av fotosyntetiska processer över flera skalor av biologisk organisation, allt från subcellulära (t.ex. fotoaktiva föreningar , enzymer , proteinkomplex och bakteriella mikrokompartement , thylakoidmembran ), till den övergripande integrationen av fotosyntes i celler och organismer i deras miljöer. Ett annat syfte är att förstå fotosyntes i "verkliga livet", hur den regleras av förändringar i den naturliga miljön och som svar på miljöutmaningar. Det långsiktiga målet som förenar dessa forskningsområden är att förbättra fotosynteseffektiviteten och att utveckla nya industriella tekniska tillämpningar.
Från och med 2020 hade Plant Research Lab över 900 alumner över hela världen, av vilka många har antagit viktiga akademiska, industriella och statliga positioner. Sedan starten har 18 forskare från Plant Research Lab valts till medlemmar av US National Academy of Sciences, en prestigefylld ära för forskare i USA; 21 har valts till American Association for the Advancement of Science Fellows; och 23 har valts till American Society of Plant Biologists Fellows.
Forskning
Institutionen för energianslag
DOE-finansierade samarbetsprojekt driver forskningen som bedrivs vid MSU-DOE Plant Research Laboratory. Projekten involverar alla tolv labb vid Plant Research Lab och förlitar sig på deras olika kompetensområden för att ta itu med viktiga problem som är för stora för att studera i enskilda labb. Forskningen tar upp några av dagens mest utmanande vetenskapliga frågor, med konsekvenser för förnybara energikällor , hållbar mat och medicinsk och industriell teknik.
- Ett forskningsområde undersöker hur fotosyntesen anpassar sig till förändrade miljöförhållanden , med fokus på funktionerna hos gener och vägar som är involverade i att förbättra fotosyntetisk robusthet i dynamiska miljöer. Forskningen tar itu med detta problem genom att utveckla nya vetenskapliga instrument som testar växter och fotosyntetiska bakterier under en lång rad realistiska förhållanden och identifierar oupptäckta processer som ställer in fotosyntetiska aktivitetshastigheter; och genom att skapa automatiserade big data- bearbetningsströmmar och bioinformatiska pipelines .
- Ett andra forskningsområde tar upp hur fotosyntetiska organismer känner av och reglerar proportioneringen av energi och kol mellan tillväxt och andra metaboliska processer, såsom skydd mot abiotiska och biotiska påfrestningar, till exempel. Visionen för detta projekt är att holistiskt förstå dessa fotosyntetiska och metaboliska processer över ett brett spektrum av rumsliga och tidsmässiga skalor och att utveckla modeller som beskriver hur dessa processer interagerar.
- Ett tredje forskningsområde omfattar strukturella och funktionella studier av proteiner som används för att konstruera subcellulära mikrokompartment i cyanobakterier , med det långsiktiga målet att återanvända dessa naturliga fack för att skapa förbättringar inom fotosyntes, nya förnybara energikällor och nya föreningar och molekylära strukturer för medicinska eller industriella användningar.
Annan forskning och utvecklad teknik
Förutom de samarbetsprojekt som finansieras av DOE, bedriver enskilda laboratorier molekylär forskning inom olika områden, inklusive algbiobränslen , växtresistens mot biotiska och abiotiska hot, sekretorisk membrandynamik , dynamik hos energiorganeller ( dvs. mitokondrier , peroxisomer och kloroplaster ) och molekylärgenetiska och biokemiska analyser av fotomorfogenes . Plant Research Lab har också utvecklat innovativa teknologier och metoder för att hjälpa till att ta itu med nya forskningsfrågor. Aktuella exempel inkluderar:
- Syntetisk biologi verktygslådor för att studera och modifiera bakteriella mikrokompartment eller för att utveckla syntetiska mikrobiella konsortier eller för att konstruera bakterier, alger och växter som produktionssystem för biobränslen och andra värdefulla medicinska eller industriella föreningar.
- Dynamic Environmental Photosynthetic Imaging- tillväxtkammare som fångar en mängd olika miljöförhållanden som ses i fält, såsom ljusintensiteter eller vädermönster, och spelar upp dem i laboratoriemiljö. Kamrarna är utrustade med kameror som producerar värmekartor i realtid över fotosyntetisk aktivitet, ner till nivån för enskilda blad.
- PhotosynQ , en plattform som kombinerar en handhållen enhet med molnbaserad lagring och analytiska möjligheter som tillåter användare att mäta växthälsa på en grundläggande nivå i fältet och att samla in data var som helst i världen.
- Miljöfotobioreaktorer som gör det möjligt för forskare att studera alger under samma förhållanden som i utomhusdammar, men i laboratoriets mycket mer kontrollerade miljö.
Verksamhet och styrning
Michigan State University driver MSU-DOE Plant Research Laboratory under ett kontrakt med Department of Energy. Institutets direktör rapporterar till både Michigan State Universitys College of Natural Sciences och US Department of Energy, Office of Science, Basic Energy Sciences-programmet.
Plant Research Lab ligger på Michigan State Universitys East Lansing campus och har grupper i både Plant Biology Laboratory och Molecular Plant Sciences byggnader. Institutet består av tolv forskningslaboratorier, var och en leds av en anställningsfakultetsmedlem, och har cirka 150 anställda. Dess tolv tenure-track fakultet har också utnämningar i akademiska avdelningar och program vid Michigan State University.
Plant Research Lab är enbart ett forskningsinstitut och beviljar inte akademiska examina till sina studenter. Följaktligen utses doktorander vid Plant Research Lab till både institutet och minst en av de anslutna akademiska institutionerna eller programmen, varav de senare ger doktorsexamen. grader. Postdoktorala medarbetare utses till Plant Research Lab med Michigan State University-privilegier, såsom sjukvård och finansiering.
Laboratoriedirektörer
- Anton Lang (1965-1978)
- Hans Kende (1978-1980)
- Charles Arntzen (1980-1984)
- Hans Kende (1984-1988)
- Peter Wolk (1988-1992)
- Kenneth Keegstra (1993-2006)
- Michael Thomashow (2006-2015)
- Christoph Benning (2015–nutid)