2005 Fiscal Year Annual Research Report
単一細胞内の光合成膜環境順応ダイナミクスを解明する3次元超解像時間分解顕微分光
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16072209
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
熊崎 茂一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40293401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 雅祥 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10346075)
大岡 宏造 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30201966)
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| Keywords | 共焦点顕微鏡 / 葉緑体 / 2光子励起 / 緑藻 / ラン色細菌 / 光化学系 / 顕微分光 / 光合成 |
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| Research Abstract |
平成17年度には、緑藻、藍藻の両方の試料について、膨大な基礎データを取得することができ、その結果、光合成を行うチラコイド膜の動作機構解明につながる多くの研究課題を確認することができた。我々の研究で、同時に観測対象とできるのはぜいぜい数個の細胞であるので、まだまだ多くのデータの蓄積を待つ必要はあるものの、多くの仮説を立てられたわけで、平成18年度において、さらにデータを蓄積すれば、幾つかの仮説を実証できる見込みである。(1)ラン色細菌の細胞において、規則的な微細構造と局所蛍光スペクトルの間に成り立つ法則性を発見した。その法則性は一見小さな蛍光スペクトルの形状変化に過ぎないものの、自己吸収効果などでは説明できず、チラコイド膜の性質が細胞内で変化しながら分布している状況を定量的に裏付けることができた。(2)ラン色細菌において、光照射条件を変えた場合(環境変化)に発現する、チラコイド膜形状変化と、色素蛋白複合体の存在比率の変化の間に成り立つ法則性を見出した。この環境順応が単調な変化ではなく、最低限2段階の定性的に異なる変化を含んでいることを見出した。(3)植物であるタバコについて、組織毎に異なる葉緑体の形態と蛍光スペクトルについて、一定の法則性を発見することができた。この結果を遺伝子の発現量と比較した結果、整合性のある解釈が可能で、植物葉緑体研究に新たな手法を提案できると思われる。またこれまでの蛍光顕微分光の走査速度を数倍向上きせる第二の顕微鏡システムの構築を行った。ハードウェアは一通り揃い、くみ上げたので、あとは制御ソフトウェアの完成を完成させるだけである。
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