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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation of non-photochemical quenching mechanisms triggered by photosynthetic supercomplexes

Research Project

Project/Area Number 15H05599
Research InstitutionNational Institute for Basic Biology

Principal Investigator

得津 隆太郎  基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 助教 (60613940)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords環境応答 / 光防御 / 光合成
Outline of Annual Research Achievements

植物は、光を受容する集光アンテナタンパク質の発現・解離・再結合により、様々な光合成超分子複合体を形成する。これにより、刻々と変化する周囲の光環境へと適宜適応している。特に、強光ストレスから光合成装置を守る強光適応(消光メカニズム:NPQ)の存在は、多くの植物研究者の知るところであるが、その分子基盤に関与する光合成超分子複合体の形成メカニズムは、未だ全容が分かっていない。本研究では、光合成生物のNPQに直接作用する集光アンテナの発現制御機構の解明と、それらのタンパク質が光合成反応中心へ結合したNPQ超分子複合体の形成メカニズムおよび動的な構造解明を目的とした。
平成30年度の実績として、光防御を駆動するタンパク質の一つであるLHCSR1の発現誘導メカニズムについて研究を進めており、昨年度発見したLHCSR1が紫外線依存・光合成非依存的に発現誘導される特徴を指標として変異体スクリーニングを行なった。その結果、複数のLHCSR1発現誘導変異株の取得に成功し、変異体のグループ分けが完了したためオープンアクセス科学誌であるScientific Reportsに研究成果として発表した。現在、グループ分けした変異体それぞれについて、その特徴付けを行なっているところである。
また、ステート遷移と呼ばれる光適応メカニズムが、従来の集光アンテナ移動モデルとは異なり、光化学系同士が密接に相互作用することで発生する、直接的な励起エネルギー移動であることを明らかにした。また、光化学系同士の相互作用には光化学系Iの集光アンテナが重要であることを明らかにし、これらをまとめて論文化を進めている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (2 results)

All 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Isolation of photoprotective signal transduction mutants by systematic bioluminescence screening in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • Author(s)
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Yamasaki Tomohito、Matsuo Takuya、Minagawa Jun
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 2820

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-39785-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ten antenna proteins are associated with the core in the supramolecular organization of the photosystem I supercomplex in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • Author(s)
      Kubota-Kawai Hisako、Burton-Smith Raymond N、Tokutsu Ryutaro、Song Chihong、Akimoto Seiji、Yokono Makio、Ueno Yoshifumi、Kim Eunchul、Watanabe Akimasa、Murata Kazuyoshi、Minagawa Jun
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 294 Pages: 4304-4314

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.RA118.006536

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2019-12-27  

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