2019 Fiscal Year Annual Research Report
Adaptation strategy in photosynthetic organisms to ambient light condition in Antarctica
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17K19431
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
小杉 真貴子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (00612326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 光二郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (10325938)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 光合成 / 南極 / 環境ストレス応答 / 適応戦略 / 気生藻 / 近赤外線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、南極の陸上環境に大きな群落を形成する気生緑藻ナンキョクカワノリの新規光応答システムに関して、その生理学的特性と極域における生育の優位性に与えている影響を明らかにすることを目的としている。前年度までに、大きなアップヒル型のエネルギー移動を伴う遠赤色光利用型の光合成タンパク質の存在が示唆されていた。本年度は、遠赤色光を吸収する新規の光合成アンテナタンパク質を精製し、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析を行った。得られた電子密度マップと前年度までに推定したアミノ酸配列、そして高速液体クロマトグラフィーによる色素分析から、その立体構造を解明した。また、クロロフィル蛍光測定を行った結果、遠赤色光吸収クロロフィルと赤色光吸収クロロフィルの間の平衡状態が示唆された。今後、構造解析と分光学的解析の結果から、エネルギー移動の詳細を明らかにしていく。
野外観測においては、2018年度に南極、ラングホブデのナンキョクカワノリ生育地に設置した無人微気象観測装置（AWS）と定点カメラから1年分の観測データを回収した。積雪により群落に到達する光波長特性は大きく変動すると予測されたが、生育地の積雪量は少なく夏の活動期間に長波長光は十分利用できる環境であった。遠赤色光吸収型のタンパク質はナンキョクカワノリコロニーの下層で発現量が多く、直射日光に晒される上層ではほとんど発現しないことから、可視光が少なく遠赤色光の割合が多い群落内部での光合成を助け、コロニー全体での光合成生産量を高めることに寄与していると考えられる。本研究で明らかにした新規の長波長光利用タンパク質とその生理生態学的特性に関して、国際学術専門誌に発表した（Kosugi et al. 2020）。
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Research Products
(6 results)
