2023 Fiscal Year Research-status Report
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22K06259
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
西山 佳孝 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30281588)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 光合成 / 環境 / 光 / 損傷 / 修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光化学系II（PSII）は光による損傷を受けやすいが、修復機構によって速やかに修復される。研究代表者らは、これまでに光損傷機構に関して新たなモデル「Two-step説」を提唱し、修復を制御する新たな機構を見出してきた。本研究では、Two-step機構の詳細を解明し、修復機構の中で全く未解明な酸素発生系の再生機構の解明を目指した。昨年度の研究では、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803から単離したチラコイド膜に人工電子授与体の存在下で強力な紫外線（UV-A; 365 nm）を照射することにより、PSIIの酸素発生系のみが損傷を受け、反応中心が無傷な状態の「損傷中間体」を捕捉することに成功した。本年度は、損傷中間体が光によってどのように失活するか、そのメカニズムを解析した。
まず、損傷中間体に様々な波長の可視光を照射したところ、青色光および赤色光の照射により反応中心がしたが、緑色光の照射ではほとんど失活しなかった。また、嫌気条件で光照射しても、好気条件と全く同様に反応中心が失活した。さらに、損傷中間体に光増感剤ローズベンガルの存在下で白色光を照射して多量の一重項酸素を発生させても、反応中心の失活は促進されなかった。また、ローズベンガルの存在下で緑色光を照射して多量の一重項酸素を発生させても、反応中心はほとんど失活しなかった。以上の結果から、光損傷の第2段階は、クロロフィルが吸収する光によって反応中心が損傷を受け、その損傷には一重項酸素が介在しないことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シアノバクテリアのチラコイド膜を処理して得られた「損傷中間体」の光損傷を様々な条件で解析した結果、光化学系IIの光損傷第２段階メカニズムの詳細を明らかにすることができ、概ね当初の目標は到達できたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、UV-A照射によって損傷したチラコイド膜に細胞成分を添加して、酸素発生活性の回復を解析し、酸素発生系の再生に必要な因子の探索を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度に論文を完成させる予定でいたが、データの再現性および新規データの追加が必要となったため、論文の完成と投稿を次年度の早い時期に繰り下げることにした。そのため当初予定していた英文校閲費および論文掲載費を次年度に繰り越す。
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