2021 Fiscal Year Final Research Report
Feedback regulation of photosynthetic electron transfer by promo motive force
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
16H06554
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 亘 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (20222002)
田中 亮一 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20311516)
伊福 健太郎 京都大学, 大学院農学研究科, 教授 (50359783)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 光合成電子伝達系 / プロトンチャネル / 光化学系複合体 / シトクロムb6f複合体 / 光阻害・比か依存症修復 / フィードバック制御 / 葉緑体プロテアーゼ / タンパク質リン酸化 |
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| Outline of Final Research Achievements |
The efficiency of photosynthetic reactions is determined by regulation between efficient light-harvesting and protection from excessive light because light intensity intensively changes under natural conditions. Thus, it is crucial to investigate the molecular mechanism by which photosynthetic reactions are stimulated and suppressed. The present project focused on the proton motive force (pmf) generated coupled with photosynthetic electron transfer reactions. We revealed that pmf regulates photosynthetic electron transfer reactions at cytochrome b6f complex as feedback regulation. We also revealed how photosynthetic proteins are damaged by strong light illumination and damaged photosynthetic proteins are repaired or replaced. The results obtained in the present project provide valuable directions to modify photosynthetic organisms under natural conditions.
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| Free Research Field |
植物生理学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
酸素発生型光合成は太陽からの光エネルギーを利用して、生物の生存に必須な有機物と大気中の酸素を供給する。光合成反応の効率化は食糧不足の解消、環境悪化の改善などに重要である。大きく変動する事前環境下では、光合成生物は光合成反応の光エネルギー利用の効率化とそれに伴う光損傷からの回避のバランスをとっている。これまでの研究では光合成反応の光利用効率を高めればバイオマス生産が向上すると考えられてきたが、本研究では光利用効率を低下させることにより光合成器官の光損傷を回避する機構がこれまで考えられてきた以上に重要であることを明らかにした。今後の光合成反応の効率化のための新しい指標を提示することができた。
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