Understanding environmental adaptation principles through dynamic structural analysis of photosynthetic supramolecular complexes

• Project Area: Photosynthesis ubiquity: Supramolecular complexes and their regulations to enable photosynthesis all around the globe
• Project/Area Number: 23H04963
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20514516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 大輔 福岡大学, 理学部, 教授 (80377902)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥134,160,000 (Direct Cost: ¥103,200,000、Indirect Cost: ¥30,960,000); Fiscal Year 2025: ¥24,440,000 (Direct Cost: ¥18,800,000、Indirect Cost: ¥5,640,000); Fiscal Year 2024: ¥26,130,000 (Direct Cost: ¥20,100,000、Indirect Cost: ¥6,030,000); Fiscal Year 2023: ¥33,280,000 (Direct Cost: ¥25,600,000、Indirect Cost: ¥7,680,000)
• Keywords: 光合成 / 分子間力顕微鏡 / ダイナミクス / 理論化学 / 光捕集 / １分子ダイナミクス / 構造ゆらぎ / エネルギー移動・散逸 / 光保護作用

Outline of Research at the Start

地球上に普遍的に存在する光合成生物は、光環境の変動が激しいいずれの生息域においてもエネルギー変換効率を動的に変化させ、環境適応できるように光エネルギー変換装置（光化学系超複合体）の構造を高度に進化させた。
本研究では、原子から膜までの広範囲にわたる「構造ダイナミクス」に着目し、高速分子間力顕微鏡(AFM)と計算科学により光化学系超複合体の光エネルギー変換効率の動的制御機構を解析し、ユビキタスな光合成を可能にする光環境適応原理を明らかにする。