2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14654178
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 歩 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10197402)
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| Keywords | 光合成 / 進化 / クロロフィル / 集光装置 |
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| Research Abstract |
植物は、光合成色素の種類によって高次に分類されている。申請者は光合成生物の出現は光合成色素の獲得と不可分に関連していると考え、光合成色素合成の遺伝子を単離しその分子系統学的解析を行った。その結果,光合成色素合成の遺伝子の分子系統学的解析によって、植物の進化の道筋を明らかにできたが,新しい色素がどのように細胞内で機能を持つに至ったか、といった具体的な過程は全く不明であった。
そこで申請者は、色素の獲得過程を試験管内で再現し、その過程を生理学的、生化学的に解析することによって進化の素過程を明らかにできないかと考え,クロロフィルbという色素とその特異的結合タンパク質を持たないラン藻に、クロロフィルb合成遺伝子を導入することで、光合成生物が進化の過程でクロロフィルbを初めて獲得した過程を再現しようとした。その結果、ラン藻で合成されたクロロフイルbは、予想に反して既存の色素タンパク質に取り込まれ,光エネルギーを捕捉し,光合成に利用することが分かった。この結果を酸素発生型光化学系の誕生に応用するため,酸素非発生型光合成を行う光合成細菌のバクテリオクロロフィル結合型反応中心タンパク質(pshA)がクロロフィルaと結合することを調べるため,ラン藻に最も近いと予想されている光合成細菌であるH. mobilisから反応中心タンパク質pshAをPCRを用いて単離し,ラン藻Synechocystis sp. PCC6803に導入した。遺伝子が導入されたことは確認できた.しかし,導入した形質転換ラン藻は,光に不安定であった。生化学的解析を進めるため,今後安定した形質転換体の作成を試みる予定である.
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[Publications] S.Satoh: "Chlorophyll b inhibits the formation of photosystem I trimer in Synechocystis sp. PCC6803"FEBS Lett.. 528. 235-240 (2002)
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[Publications] T.Masuda: "Irradiance-dependent adjustment of chlorophyll antenna size of Dunaliella salina is regulated by coordinate expression of chlorophyll a oxygenase (CAO) and Lhcb genes with shared signaling pathways"Plant Mol. Biol. (印刷中).
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[Publications] 田中 歩: "再現実験から光合成の進化を考える"遺伝. 56. 67-72 (2002)
