変動光下の植物光合成を支える「遠赤色光による光合成膜の膜電位調節機構」の解明

• Project/Area Number: 24K09493
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: 河野 優 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (40838265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺島 一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (40211388) ; 浜本 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (10533812)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 光合成 / 変動光 / 遠赤色光 / プロトン駆動力 / 陸上植物

Outline of Research at the Start

光合成は可視光によって駆動され、葉緑体光合成膜における電子伝達反応と膜内外のH+の電気化学的ポテンシャル差（pmf）を利用して還元力とATPが合成される。野外のような光強度が激しく変動する光環境下では、光の変化に追随してpmfサイズおよび各成分の分配比の適切な調節が必要になる。膜電位はK+などのイオンの総和によって決定付けられるが、光合成膜のイオン輸送体の実態はほとんど明らかにされていない。申請者は、光合成を駆動しない遠赤色光が、イオン輸送を刺激し、膜電位に寄与することを見出した。遠赤色光による電子伝達駆動を介したイオン輸送体の活性化機構、および変動光下での光合成調節機構を明らかにする。