Prediction of cellular metabolism by chlorophyll fluorescence

• Project/Area Number: 16H04809
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Sonoike Kintake 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (30226716)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2016: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
• Keywords: 光合成 / クロロフィル蛍光 / 微小吸収変化 / 電子伝達 / レドックス / プラストキノン / NADPH / 代謝 / シアノバクテリア / クエン酸回路 / レドックス状態 / レドックス制御 / 測定方法 / 光化学系 / 栄養飢餓 / フェノーム / 植物生理学 / クロロフィル蛍光測定

Outline of Final Research Achievements

Chlorophyll fluorescence has been widely used as a non-destructive method to estimate photosynthesis. The aim of this study is to give theoretical framework to the chlorophyll fluorescence kinetics. The obtained results showed that redox condition of plastoquinone pool and NADPH is the two key components that connect the kinetics of chlorophyll fluorescence and cellular metabolism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代の光合成の研究において、クロロフィル蛍光測定による解析はなくてはならないものになっているが、多くの場合、クロロフィル蛍光と光合成の状態の間の関係は経験的なものであって必ずしも強固な理論的枠組みをもたない。そのような状況の中で、本研究の成果により、細胞内の代謝の何がどのように変化したときに光合成にどのような影響があるかを明確にできたことから、光合成の研究手法の確立に大きな寄与をしたと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Evaluation of the condition of respiration and photosynthesis by measuring chlorophyll fluorescence in cyanobacteria. (2018)
  • Author(s): Ogawa, T. and Sonoike, K.
  • Journal Title: BioProtocol Volume: 8(9) Issue: 9
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2834
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of the Condition of Respiration and Photosynthesis by Measuring Chlorophyll Fluorescence in Cyanobacteria (2018)
  • Author(s): Ogawa, T. and Sonoike, K.
  • Journal Title: Bio-protocol Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of the influence of chlororespiration on the regulation of photosynthesis in the glaucophyte Cyanophora paradoxa (2017)
  • Author(s): Misumi, M. and Sonoike, K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 46100-46100
  • DOI: 10.1038/srep46100
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Estimation of photosynthesis in cyanobacteria by pulse amplitude modulation chlorophyll fluorescence: problems and solutions (2017)
  • Author(s): Ogawa, T., Misumi, M. and Sonoike, K.
  • Journal Title: Photosynthesis Research Volume: 印刷中 Issue: 1-3 Pages: 63-73
  • DOI: 10.1007/s11120-017-0367-x
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] クロロフィル蛍光による代謝解析 (2018)
  • Author(s): 園池公毅
  • Organizer: 日本フィンランド二国間セミナー2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における代謝系間相互作用を利用したクロロフィル蛍光による遺伝子機能解析 (2017)
  • Author(s): 小川敬子，鈴木健太，園池公毅
  • Organizer: 日本植物生理学会第５８回年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 灰色藻Cyanophora paradoxaと紅藻Cyanidioschyzon merolaeの葉緑体呼吸と光順応の比較 (2016)
  • Author(s): 三角将洋、園池公毅
  • Organizer: 日本植物学会第８０回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-09-16
• [Remarks]
  • URL: https://www.waseda.jp/top/news/50221