2023 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of mutual regulation hypothesis for electron flow and light harvesting system in photosynthesis
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21K06217
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
小澤 真一郎 岡山大学, 資源植物科学研究所, 特任助教 (80717538)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Photosynthetic control / シトクロムb6f複合体 / LHCI / 光化学系I複合体 / 葉緑体ATP合成酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では光合成電子伝達と集光機能相関の解明をめざし、緑藻クラミドモナスを材料として研究を進めた。サイクリック電子伝達（CEF）とPhotosynthetic Control（PC）は光化学系I複合体（PSI）を保護する。シロイヌナズナのPC変異株pgr1の変異をクラミドモナスに逆遺伝学的手法で導入すると、ルーメンがより酸性化する条件でb6f複合体の電子伝達速度が遅くなり光合成的細胞増殖速度が1.5倍低下した。pHに対するPCの機能をより詳細に解析するため新たなPC変異を探索した。葉緑体のb6fと構造と機能が類似するミトコンドリアのbc1複合体において酸性化条件で電子伝達速度がより低下する変異をクラミドモナスのb6fに逆遺伝学的手法で導入しPC機能欠損の度合いが異なる変異株を複数種類得た。
損傷D1タンパク質をFTSHが分解・除去することで迅速なPSII修復を可能とし、下流の電子伝達速度低下を防ぐ。PSII下流の電子伝達速度を一時的に低下させたときのPSIへの影響を調べるため、CEF機能欠損株のpgr5とFTSH機能欠損株の二重変異株を解析した。間欠光を使うことなくPSIIとPSIの両方を阻害する条件を探索した。620nmに発光ピークをもつLED照射によってpgr5変異株において一過性的にPSI光阻害が起きる培養条件を確立し、pgr5ftsh二重変異株ではPSI光阻害がpgr5よりも緩和されることを見いだした。以上のことからPSI保護機能と光質についての関連を解明する緒を得た。
他に、光利用効率の知見を深めるためアンテナ複合体欠損株の解析ならびにクロロフィル合成に必要なゲラニルゲラニルレダクターゼについて、電子伝達の知見を深めるためATP合成酵素の分子集合について、それぞれ解析を進めた。
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