Ewch i’r prif gynnwys
John Harwood

John Harwood

Athro Emeritws

Ysgol y Biowyddorau

Trosolwyg

Trosolwg ymchwil

Mae ymchwil yn y gorffennol a'r presennol yn fy labordy yn canolbwyntio ar fetabolaeth a swyddogaeth lipidau acyl. Mae'r gwaith hwn wedi cynnwys egluro llwybrau metabolaidd newydd, ynysu ac astudio ensymau pwysig a phenlinio mecanweithiau rheoleiddio. Ar gyfer yr olaf, rydym wedi arloesi cymhwyso dadansoddiad rheoli fflwcs i fiosynthesis lipid. Ar hyn o bryd ranked rhif 2 yn y byd fel ysgolhaig ranked iawn ymchwilio metaboledd lipid.

Mae ymchwil wedi'i seilio mewn tri phrif faes. Yn gyntaf, rydym wedi astudio effaith straen amgylcheddol ar metaboledd lipid. Yn ail, rydym wedi archwilio biosynthesis lipidau planhigion gwahanol a mecanweithiau rheoleiddio. Mae'r gwaith hwn wedi cynnwys lipidau bilen a storio a'u asidau brasterog cyfansoddol. Mae trydydd maes yn ymwneud â chwynion meddygol lle mae lipidau yn chwarae rhan allweddol. Arthritis, clefyd cardiofasgwlaidd a dementia yw'r tri phrif ffoci.

Cyhoeddiad

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2005

2004

2003

2002

2000

1999

Adrannau llyfrau

Cynadleddau

Erthyglau

Llyfrau

Ymchwil

Metaboledd a Swyddogaeth Lipidau Acyl

Straen amgylcheddol a metaboledd lipid

Mae ymchwil yn cynnwys ystod eang o ffactorau amgylcheddol ac organebau targed yn amrywio o ficrobau i blanhigion uwch.

Canfuwyd bod yr Effaith Tŷ Gwydr (CO2 a thymheredd atmosfferig uwch) yn newid metaboledd lipid, yn unol â'i weithred wrth ysgogi biogenesis bilen a thwf. Gellir esbonio'r newidiadau mewn metaboledd trwy fynegiant newidiol o ddau ensym allweddol sydd bellach yn cael eu profi'n uniongyrchol. Yn gysylltiedig â'r gwaith hwn mae arbrofion ar addasu tymheredd yn y protozoon pridd pwysig, Acathamoeba castellanii. Mae effeithiau tymheredd isel wedi'u gwahanu oddi wrth effeithiau ocsigen wrth gymell mynegiant o ddirwasgiad asid brasterog n-6 sy'n gwneud y lipidau bilen yn fwy 'hylif' ac yn caniatáu ffagocytosis, a fyddai fel arall yn stopio ar dymheredd isel.

Mae rheoleiddwyr twf planhigion, fel auxins, yn ysgogi biosynthesis lipid bilen mewn pys ac rydym wedi astudio rheolaeth ffurfio ffosffatidylcholine. Mae pwynt rheoli pwysig ar lefel cytidylyltransferase ac rydym wedi astudio ei reoleiddio yn ogystal ag ynysu ei genyn. Yn fwy diweddar, rydym wedi ynysu'r genyn ar gyfer colin kinase ac wedi puro ac astudio'r ensym. Cyfansoddyn bilen planhigion pwysig arall yw'r sylffolipid. Rydym wedi egluro ei lwybr biosynthetig a'i ddiraddiad. Mae'r olaf yn bwysig ar gyfer ail-feicio sylffwr sy'n gorfod digwydd bob hydref (Fall) wrth i ddail gael eu diraddio. Mae'r broses yn cynnwys llwybr ffug-glycolytig gan ddefnyddio bacteria pridd.

Mae sawl dosbarth o blaladdwyr yn gweithredu trwy eu dylanwad ar metaboledd lipid. Rydym wedi astudio sawl ffwng sy'n lladd ffyngau planhigion (malltod tatws, llwydni) ac sy'n ymddangos fel pe baent yn newid metaboledd lipid. Mae astudiaethau hirsefydlog hefyd yn ymwneud â thiocarbamates (dosbarth chwynladdwr sy'n effeithiol trwy atal elongation asid brasterog ac, felly, ffurfiant haen wyneb) a graminicides.

Mae diddordeb cynyddol yn effeithiau gwenwynig metelau trwm. Rydym wedi dangos bod metelau o'r fath yn ymyrryd â metaboledd lipid ar wahanol lefelau mewn algâu morol, bryoffytau a chennau. Mae rhai bryoffytau braidd yn gwrthsefyll her plwm neu gopr a gellir eu datblygu ar gyfer bioadfer. O algâu brown, rydym wedi gallu ynysu metallothionein sy'n bwysig ar gyfer homeostasis metel arferol.

Rheoleiddio synthesis lipid mewn cnydau olew

Mae cnydau olew yn cynhyrchu tua 135 miliwn tunnell o gynnyrch, sy'n werth tua 115 biliwn US $ bob blwyddyn. Mewn termau meintiol palmwydd olew yw'r pwysicaf (cyfanswm o tua 25%), ffa soia yr ail (cyfanswm o 22%) a threisio hadau olew y trydydd (cyfanswm o 13% o olew). Mae angen amlwg i gynhyrchu mwy o olew, nid yn unig ar gyfer defnyddiau bwytadwy ond hefyd fel porthiant cemegol adnewyddadwy. Ar ben hynny, mae deall sut mae ansawdd yn cael ei reoli hefyd yn bwysig. Ni oedd y labordy cyntaf i gymhwyso'r dechneg o ddadansoddi rheoli fflwcs i synthesis lipid ac ers hynny rydym wedi ei ddefnyddio i archwilio rheolaeth fetabolig mewn cnydau pwysig fel palmwydd olew, ffa soia, had trais rhywiol ac olewydd.

Mewn palmwydd olew mae'r prif reolaeth yn cael ei weithredu gan gyflenwi asidau brasterog. Felly, dylid canolbwyntio ymdrechion i gynyddu cynnyrch olew mewn llinellau palmwydd olew sydd â chyfraddau uwch o synthesis asid brasterog. Er bod palmwydd olew 5 - 10 gwaith mor gynhyrchiol â chnydau olew eraill (fesul hectar), mae potensial o hyd i gynyddu ei gynnyrch 2 - 3 plygu. Byddai hyn o fudd mawr i'r byd.

Brassica napus (rape hadau olew) yw'r prif gnwd olew yng Ngogledd Ewrop a Chanada. Mae'r rhan fwyaf o blanhigfeydd yn defnyddio'r mathau isel o ddŵr sy'n addas ar gyfer olewau bwytadwy. Wrth astudio rheoleiddio cronni olew yn B. napus , gwnaethom ragweld y byddai llinellau â diacylglycerol acyltransferase uwch (DGAT) yn cynhyrchu mwy o olew. Dangoswyd bod llinellau trawsgenig gyda gweithgaredd DGAT uchel yn cynhyrchu 8% o gynnyrch cynyddol yn gyson ac yn fwy cadarn mewn amodau sychder. Rydym nawr yn edrych i weld sut y gellir cael cynnydd pellach mewn cynnyrch.

Biocemeg lipid ac agweddau meddygol

Mae nifer o brosiectau yn y labordy. yn archwilio rôl lipidau acyl mewn problemau meddygol.

Mae ysgytwad yr ysgyfaint, sy'n cael ei secretu'n barhaus i'r alfeoli, yn atal cwymp yr ysgyfaint ar anadlu allan (diwedd dod i ben). Nid yw babanod cynamserol yn gwneud syrffactydd ac, felly, gallant ddioddef o drallod anadlol. Roeddem yn un o'r labordai cyntaf i ddylunio a phrofi syrffactydd artiffisial – mae cymysgeddau o'r fath mor llwyddiannus nes eu bod yn cael eu defnyddio'n rheolaidd y dyddiau hyn. Aethom ymlaen i ddangos sut y gall metaboledd syrffactydd gael ei ddylanwadu'n sylweddol gan lwch (e.e. silica) anadlu a pin pwyntiodd y mecanwaith moleciwlaidd. Mae secretion tebyg sy'n llawn ffosffolipidau hefyd yn cael ei ffurfio yn y ceudod peritoneal lle mae ei effeithlonrwydd yn gysylltiedig â phroblemau gyda dialysis arennol ac adweithiau llidiol sy'n gysylltiedig â adlyniadau llawfeddygol.

Mae llid hefyd yn chwarae rhan mewn sioc endotoxic — adwaith acíwt gan rai cleifion i heintiau bacteriol negyddol gram yn dilyn llawdriniaeth. Rydym wedi dod o hyd i gydberthynas rhwng metaboledd asidau brasterog amlannirlawn mewn lipidau pilen penodol a rhagddodiad i sioc endotoxic. Dilynwyd y darganfyddiad hwn gan nodi acyltransferases penodol a all gyfryngu'r newidiadau mewn metaboledd. Astudiwyd un o'r ensymau hyn yn fanwl a nodwyd ei genyn. Yn ddiddorol, mae'n dangos newidiadau mewn lleoleiddio celloedd yn ystod ysgogiad cytokine.

Mae arthritis yn glefyd eang sy'n achosi llawer o ddioddefaint ac sy'n cael ei gyfryngu trwy lid gormodol a chronig. Rydym wedi bod yn astudio'r mecanweithiau moleciwlaidd y tu ôl i'r rhyddhad a ddarperir gan ddeietau olew pysgod sy'n gyfoethog mewn asidau brasterog amlannirlawn n-3 (PUFA). Gall asidau o'r fath (ond nid mathau eraill o asidau annirlawn neu dirlawn) leihau mynegiant o cytocinau llidiol ac eicosanoidau a gweithgaredd cartilag - gan ddiraddio proteinases mewn diwylliannau chondrocyte gwartheg. Yn ogystal, rydym yn treiddio'r llwybrau signalau sy'n sail i'r effeithiau ar drawsgrifio. Rydym wedi ymestyn y canlyniadau cyffrous hyn i dreialon clinigol yn ogystal ag arddangosiadau bod PUFAs dietegol n-3 yn effeithiol iawn mewn bwyd cŵn, yn enwedig ar gyfer bridiau sy'n dueddol o arthritis. Maent bellach yn cael eu defnyddio mewn llawer o frandiau perchnogol.

Mae clefydau eraill sydd â llid cronig fel ffactor sylfaenol pwysig yn cynnwys clefyd cardiofasgwlaidd (CVD) a dementia. Ar gyfer CVD, gellir dangos bod PUFAs n-3 o fudd i unigolion sydd mewn perygl o glefyd y galon. Rydym wedi dangos eu bod yn lleihau'r defnydd o lipoprotein dwysedd isel gan macrophages ac, felly, gallent leihau ffurfiant celloedd ewyn. PUFA arall (dietegol) o fudd posibl yw asid dihomogama-linolenig (DGLA) sydd, er bod pufa n-6, yn cael ei drawsnewid yn gynhyrchion gwrthlidiol ac yn lleihau llid mewn macroffagau.

Gyda disgwyliad oes cynyddol, mae dementia yn dod yn fwy a mwy cyffredin. Mae clefyd Alzheimer (AD) yn cyfrif am oddeutu 70% o gyfanswm yr achosion o ddementia ac mae'n costio dros £25 biliwn y flwyddyn i'r DU. Gellir lleihau'r llid sy'n gysylltiedig ag AD yn sylweddol gan ymyrraeth ddeietegol (olew pysgod neu pufa n-3). Mae hyn yn arwain at lai o ddyddodion beta-amyloid ac ymddygiad gwybyddol gwell. Yn ddiddorol, mae'r docosahexaenate ymennydd cynyddol (DHA) yn ddetholus ar gyfer y ffosffoglyceridau ethanolamine sydd wedi'u cysylltu ag AD.

Anrhydeddau a Gwobrau

2016Gwobr Stephen S Chang (Cymdeithas Cemegwyr Olew America) am gyflawniadau pendant mewn ymchwil ar gyfer gwella neu ddatblygu cynhyrchion sy'n gysylltiedig â lipidau
2016Gwobr Darlith Morton (Biochem. Soc.) 
2014Dyfarnwyd Medal Chevreul (Soc. Francaise Etudes Lipides, SFEL)
2014Etholwyd yn Gymrawd Cymdeithas Cemegwyr Olew America
2014Penodwyd yn aelod rhyngwladol OTKA (Hwngari)
2013Etholwyd yn Gymrawd Sefydliad Biocatalysis a Biotechnoleg Amaethyddol 2013
2012Gwahoddiad i fod yn Gyd-olygydd y Llyfrgell Lipid (prif ffynhonnell wybodaeth ar-lein am lipidau)
2011Cymrawd Etholedig Cymdeithas Ddysgedig Cymru 
2011Gwobr Ymchwil AOCS Supelco/Nicholas Pelick am ymchwil wreiddiol mewn cemeg lipid
2010Etholwyd yn Aelod Anrhydeddus o Academi Gwyddorau Hwngari
2010Gwobrau Elsevier Y rhan fwyaf o erthyglau a lawrlwythwyd yn 2009 oedd Guschina and Harwood (2006) a Harwood and Guschina (2009), yn eu cyfnodolion priodol.
2006Gwobr Papur a ddyfynnwyd fwyaf gan Elsevier am waith ar wrth-malarials newydd (Jones et al. 2004)
2002Darlithydd Sefydliad Treftadaeth (Alberta, Canada)
2002, 2005, 2009Gwobrau cyhoeddi gorau MPOB am bapurau gan Ph.D. myfyriwr, Umi Ramli, ar reoli fflwcs. (Ramli et al., 2002a, b, 2005, 2009)
2001Clare Curtis (myfyriwr PhD) wedi derbyn Gwobr Anrhydedd Arbennig i Fyfyrwyr
2000Gwobr Papur Maeth Gorau AOCS (Salas et al.,1999)
1999Gwobr Ryngwladol (International Society for Fats and Oils ISF)
1998Medal Terry Galliard am biocemeg lipid planhigion (ISPL)
1998Gwobr Kunio Yagi (PIPAC)
1997Gwyddonydd Ymweld y Gymdeithas Frenhinol, Rwsia
1994Darlith Gwyddoniaeth Israddedig, Coleg Imperial Llundain
1992Darlith Fotaneg Arbennig, Prifysgol Bryste
1990Gwobr Cymdeithas Ffytochemistry Ewrop am 'ymchwil ragorol mewn ffytocemeg gan wyddonydd Ewropeaidd iau'
1986British Council Visiting Scientist, Japan
1979D.Sc. (Prifysgol Birmingham) 'Metaboledd a swyddogaeth lipidau acyl'

Grantiau

Gwaith diweddar yn y labordy. Cyllidwyd gan yr EPSRC, nerc, BBSRC, Ymddiriedolaeth Wellcome, Ymddiriedolaeth Ymchwil Alzheimer a'r CE.

Fe'i cefnogwyd hefyd gan gydweithrediadau diwydiannol gydag AgrEvo, Arcadia, DSM, DuPont, Johnson a Johnson, MPOB, Obsidian, Rhône-Poulenc a Syngenta.

Partneriaethau cyfredol (allanol)

  • Kent Chapman (Prifysgol Gogledd Texas)
  • Me-Len Chye (Prifysgol Hong Kong)
  • Gary Dobson (Scottish Crop Research Inst., Dundee)
  • Tony Fawcett (Prifysgol Durham)
  • David Fell (Oxford Brooks University)
  • Tony Kinney (DuPont, Wilmington)
  • Enrique Martinez-Force (Instituto de la Grasa, Seville)
  • Johnathan Napier (Rothamsted Research, Herts)
  • Umi Ramli (Bwrdd olew palmwydd Malaysia)
  • Laszlo Vigh (Academi Gwyddorau Hwngari, Szeged)
  • Markus Wenk (Prifysgol Genedlaethol Singapore)
  • Randall Weselake (Prifysgol Alberta, Edmonton)

Gwyddonwyr cysylltiedig (Caerdydd)

Ysgol y Biowyddorau

Myfyrwyr PhD

Bywgraffiad

  • B.Sc. (1966) Ph.D (1969) DSc. (1979) Prifysgol Birmingham
  • Ôl-ddoethurol. yng Nghaliffornia (gyda Paul Stumpf) a Leeds (gyda Don Robinson)
  • Darlithydd yng Nghaerdydd 1973, darllenydd 1980, athro 1984
  • Cyfarwyddwr a Phennaeth Ysgol y Biowyddorau, Prifysgol Caerdydd 2004-10
  • Dirprwy Gyfarwyddwr, Ysgol y Biowyddorau, 2010-2015
  • Athro Biocemeg Lipid, Ysgol y Biowyddorau, 2015-

Dros 640 o gyhoeddiadau gwyddonol gan gynnwys 5 llyfr a 14 o gyfrolau wedi'u golygu. Mae'r llyfrau yn cynnwys Lipidau: biocemeg, biotechnoleg ac iechyd ( Gurr, M.I. et al., chweched argraffiad, 2016, Wiley-Blackwell) sef y testun myfyrwyr datblygedig diffiniol ar lipidau. Rwyf wedi bod yn gyd-awdur ar y tri argraffiad diwethaf. Golygais Handbook of Olive Oil ( R. Aparicio and J.Harwood, ail argraffiad, 2013, Springer ) sydd wedi cael dau argraffiad a chyfieithiad i'r Sbaeneg. Dyma'r prif gyfrol gyfeirio awdurdodol ar olew olewydd. Rwyf hefyd wedi bod yn gyd-olygydd pob un o'r tri argraffiad o The Lipid Handbook, y prif waith cyfeirio ar lipidau ( Gunstone, FD, Harwood, J.L. a Dijkstra, A.J., eds.,trydydd argraffiad, 2007, Gwasg CRC ). Roeddwn hefyd yn Gyd-olygydd yn Bennaeth Llyfrgell Lipid AOCS (2011-2016), prif ffynhonnell wybodaeth ar-lein ar lipidau.

Rhai anrhydeddau, gwobrau

  • 1990 Gwobr Phytochemistry Soc. of Europe – ymchwil rhagorol gan wyddonydd Ewropeaidd iau
  • 1998 Gwobr Kunio Yagi
  • 1998 Medal Terry Galliard am biocemeg lipid planhigion
  • Gwobr Ryngwladol 1999 (International Soc. for Fats and Oils)
  • 2010 Etholwyd yn Aelod o Academi Gwyddorau Hwngari
  • Gwobr Ymchwil AOCS Supelco/Nicholas Pelick 2011 – ymchwil gwreiddiol mewn cemeg lipid
  • 2011 Etholwyd yn Gymrawd Cymdeithas Ddysgedig Cymru
  • 2012 Etholwyd yn Gymrawd Cymdeithas Cemegwyr Olew America
  • Etholwyd 2013 yn Gymrawd Anrhydeddus yr Internat. Soc. ar gyfer Biotechnol a Biocatalysts
  • Medal Chevreul 2014 (SFEL, Ffrainc)
  • Gwobr Darlith Morton 2016 (Cymdeithas Biocemegol)
  • 2016 Gwobr Stephen S Chang (AOCS, ar gyfer cymhwyso ymchwil sylfaenol i ddiwydiant)
  • 2024 Ysgolhaig ranked iawn ar ScholarGPS.

Ar gyfer hobi, mae John yn dringo creigiau.  Mae wedi gwneud dros 1200 o esgyniadau cyntaf wedi'u lledaenu dros bedwar cyfandir, ac mae wedi ysgrifennu sawl llyfr tywys.

Contact Details

Email Harwood@caerdydd.ac.uk
Telephone +44 29208 74108
Campuses Adeilad Syr Martin Evans, Ystafell Cardiff School of Biosciences, The Sir Martin Evans Building, Museum Avenue, Cardiff, CF10 3AX, Rhodfa'r Amgueddfa, Caerdydd, CF10 3AX