| Project/Area Number |
22K14795
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 37030:Chemical biology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Haruhiko Jimbo 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (50835965)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 光合成 / 光化学系II / 光阻害 / 修復 / ケミカルバイオロジー / シアノバクテリア / 脂質 / メタボロン / 代謝工学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、光合成生物において、強光によって失活した光合成が、高速で修復される分子メカニズムを酵素タンパク質の複合体形成（メタボロン）という観点から解き明かす。損傷した光合成の修復過程では、タンパク質や色素・脂質分子などの解体と再合成・再構築がかなりの速度で起こる。本研究では、ケミカルバイオロジーとプロテオームを駆使して、光合成の修復に関わる膜上メタボロンの形成および構成因子の全容解明に取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
Light is necessary for driving photosynthesis, however the excess light energy damages photosystem II (PSII), which results in low activity of photosynthesis. Photosynthetic organisms maintain photosynthetic activity by rapidly repairing damaged PSII. In this study, with the aim of elucidating the molecular basis of the PSII repair process in thylakoid membranes, we searched for lipase genes that degrade membrane lipids and analyzed their functions, and identified three lipases from the cyanobacterial genome. Each of them was analyzed as a galactolipase, phospholipase or acylplastoquinone lipase, and their functions in functional analysis and photosynthesis were clarified. The results of this study demonstrate the importance of the metabolic turnover of membrane lipids in the molecular basis of fast PSII repair.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
PSII修復機構の研究は50年以上続いており、これまでに多くの遺伝子とその機能が明らかとなっている。しかし、膜脂質との関わりについては、不明な点が多い。本研究において、膜脂質の代謝回転によるPSII修復を明らかにしたことで、これまでのPSII修復機構の研究に新たなプレイヤーを追加することができた点は、学術的意義が高い。また、本研究の成果は、同じ光合成生物である植物や藻類にも応用することが可能であり、今後、植物や藻類をベースとした物質生産技術や農作物生産技術の開発においても社会的意義は大きいと思われる。
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