Evolution of chlorophyll metabolic pathway

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06700
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Tanaka Ayumi 北海道大学, 低温科学研究所, 名誉教授 (10197402)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 進化 / 代謝系 / クロロフィル

Outline of Final Research Achievements

Metabolism plays a central role in living organism. How the enzymes that constitute metabolic pathway developed and how new metabolic pathways emerged in the history of life is one of the most interesting questions in the study of evolution. In this study, it was found that the enzyme that degrades chlorophyll in plants is derived from a bacteria that is not related to chlorophyll degradation in the host cell. These results indicate that the bacterial gene was transferred to the ancestor of plants and its promiscuous activity of the enzyme was used to form a new metabolic pathway in plant.

Free Research Field

植物生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的な意義:本研究は、酵素が潜在的に持っている活性が、進化の過程で新しい代謝系の構築にどのように利用されてきたかを調べたものである。クロロフィル代謝系を研究対象とし、生化学的な手法によりその解明に取り組んだ。この研究は、酵素が潜在的に持つ多様な活性という分子的な実体に基づいて代謝系の進化の解明に取り組んだ点に意義がある。
社会的な意義:本研究の成果は、遺伝子の改変による人工的な代謝系を利用した有用物質の生産などに応用できる可能性がある。