概日リズムがもたらす光合成最適化の分子機構の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K19282
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 得津 隆太郎 京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (60613940)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 概日リズム / 光合成

Outline of Annual Research Achievements

光合成反応は、地球生命を支える重要な生物反応である。しかし、自然界のような動的な光環境において光合成がどのようにして調整・最適化されているのか、その本質は未だ理解されていない。光合成に関わる主要機構である、積極的に光を利用する光捕集と過剰な光を消去する光防御は、それぞれの分子機構についての理解は進んでいるものの、それらの機能制御についての分子基盤は不明である。 本研究では、光捕集・光防御の機能制御メカニズムの理解を目標とし、現在得られている予備的結果を足がかりにして概日リズムと光合成（光捕集・光防御バランスの制御）の間に存在するシグナル伝達機構の解明を試みた。
研究実績として、概日リズム異常を示す変異体の表現型を相補するための形質転換用コンストラクトの作成、および形質転換による相補ラインの作出に成功し、当該遺伝子の細胞内局在の観察までを完了した。これらに加えて、相補ラインに付与したエピトープタグを利用したクロマチン免疫沈降シーケンス（ChIP-seq）解析関する細胞破砕条件、ゲノム断片化条件の検討を完了し、実際にChIP-seq解析の実施を完了した。これに伴い、周期依存的なChIP-seq解析およびmRNA-seq解析の実施まで完了し、ChIP-seqとmRNA-seqに関する統合解析を行った結果、概日リズムと光合成機能最適化を関連付ける可能性を持つ因子を複数抽出することができた。今後は、これらの因子について変異体を作成し、生理表現型解析を進める必要がある。