新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化

• 研究領域: 新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化
• 研究課題/領域番号: 16K21737
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 皆川 純 基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 教授 (80280725)
• 研究分担者: 高橋 裕一郎 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (50183447) ; 鹿内 利治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70273852)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 57,330千円 (直接経費: 44,100千円、間接経費: 13,230千円); 2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2019年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2018年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2016年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: 光合成 / プロトン駆動力 / 生体膜 / 葉緑体 / レドックス / C4

研究成果の概要

世界トップレベルの議論を体験できる光合成分野の国際会議を三回の国際シンポジウムとして日本で開催した。若手研究者にとって、本当の国際会議での議論レベルを知る絶好の機会になった。特に、第３回の会議が、コロナ禍からの復帰という意味で、大きな意味を持つ会議となった。一方、国際ワークショップでは、焦点を絞った密度の濃い情報交換を行なった。海外から分野を代表する研究者を一定期間招聘し、学生を含む若手研究者との交流を活性化した。また、共同研究、成果発表を目的とした海外渡航を支援した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光合成分野は、特に国際的な連携がうまく行われている分野であり、国際活動支援班の活動により、その協力体制の文化を次世代へと継承することができた。この事実は、科学的に重要な重要性だけでなく、異文化への理解や多様な問題への国際的な協力を通じて解決を目指す人材育成にも寄与している。

研究成果

• [国際共同研究] オックスフォード大学/グラスゴー大学/Queen Mary University of London(英国)
• [国際共同研究] ボルドーINRA(フランス)
• [国際共同研究] カルフォルニア大学(米国)
• [国際共同研究] Institute of Microbiology(チェコ)
• [国際共同研究] Humboldt-University Berlin/University of Munster/ルール大学ボーフム(ドイツ)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] アリゾナ大学/コーネル大学/オレゴン大学(米国)
• [国際共同研究] ケンブリッジ大学/オックスフォード大学/クイーンメリー（ロンドン大学）(英国)
• [国際共同研究] ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン/ヴェストファーレン・ヴィンヘルム大学/マックスプランク研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] 中央研究院/中国科学院Institute of Botany/上海PSC(中国)
• [国際共同研究] フランス国立科学研究センター/パリ＝ソルボンヌ大学(フランス)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] ミュンスター大/ルール大/ビーレフェルト大(ドイツ)
• [国際共同研究] ワシントン大/カルフォルニア大サンディエゴ校(米国)
• [国際共同研究] 国立農学研究所ボルドーセンター/CEAグルノーブル(フランス)
• [国際共同研究] パドバ大(イタリア)
• [国際共同研究] インペリアル・カレッジ(英国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Arabidopsis PsbP-like protein 1 Facilitates the Assembly of the Photosystem II Supercomplexes and Optimizes Plant Fitness under Fluctuating Light (2020)
  • 著者名/発表者名: Yufen Che, Shoko Kusama, Shintaro Matsui, Marjaana Suorsa, Takeshi Nakano, Eva-Mari Aro, Kentaro Ifuku
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: pcaa045 号: 6 ページ: 1-26
  • DOI: 10.1093/pcp/pcaa045
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Unlimited Potential of Microbial Rhodopsins as Optical Tools (2020)
  • 著者名/発表者名: Kojima K, Shibukawa A, Sudo Y
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 59(3) 号: 3 ページ: 218-229
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.9b00768
  • NAID: 120006939595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phototropin 2 contributes to the chloroplast avoidance response at the chloroplast-plasma membrane interface (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishishita K, Higa T, Tanaka H, Inoue S, Chung A, Ushizima T, Matsushita T, Kinoshita T, Nakai M, Wada M, Suetsugu N, Gotoh E
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: in press 号: 1 ページ: 59-59
  • DOI: 10.1104/pp.20.00059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The CONSTANS flowering complex controls the protective response of photosynthesis in the green alga Chlamydomonas (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Matsuo Takuya、Yamasaki Tomohito、Minagawa Jun
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 4099-4099
  • DOI: 10.1038/s41467-019-11989-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation of photoprotective signal transduction mutants by systematic bioluminescence screening in Chlamydomonas reinhardtii. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokutsu R, Fujimura-Kamada K, Yamasaki T, Matsuo T, Minagawa J
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 2820-2820
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39785-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Configurational changes of photosystem II supercomplex modulate light-harvesting property (2019)
  • 著者名/発表者名: Eunchul KIM
  • 学会等名: Gordon Research Conference - Photosynthesis
  • 国際学会
• [学会発表] Phosphorylation of light-harvesting complex II controls excitation energy spillover between photosystems (2019)
  • 著者名/発表者名: 得津 隆太郎
  • 学会等名: Gordon Research Conference - Photosynthesis
  • 国際学会
• [学会発表] Updated X-ray structure of the Type-I Reaction Center from Heliobacterium modesticaldum at 2.28 A resolution (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗栖 源嗣
  • 学会等名: Gordon Research Conference - Photosynthesis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thylakoid lumenal proteins supporting the assembly and function of photosynthetic supercomplexes (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊福 健太郎
  • 学会等名: 10th international meeting photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular interplay in response to environmental changes in cnidarian-dinoflagellate endosymbiosis (2019)
  • 著者名/発表者名: 丸山 真一朗
  • 学会等名: Gordon Research Conference - Photosynthesis
  • 国際学会
• [学会発表] Chloroplast outer membrane-localized phototropin induces the chloroplast avoidance response (2019)
  • 著者名/発表者名: 後藤 栄治
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 国際学会
• [学会発表] A bottom-up approach to utilizing microbial rhodopsins for optogenetics (2019)
  • 著者名/発表者名: 須藤 雄気
  • 学会等名: 17th International Congress on Photobiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] NADK3, one of NAD kinases has a principal role in photorespiration in Arabidopsis (2019)
  • 著者名/発表者名: 川合 真紀
  • 学会等名: 17th International Congress on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Physiological role of NAD kinase in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石川 優真
  • 学会等名: 17th International Congress on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Structural basis of energy harvesting and dissipation in diatom PSII-FCPII (2019)
  • 著者名/発表者名: 長尾 遼
  • 学会等名: The 9th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Identification and characterization of novel chloroplast proteins controlling non-photochemical quenching (2019)
  • 著者名/発表者名: 増田 真二
  • 学会等名: The 9th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Modification of excitation energy-transfer processes of the primary symbiotic algae grown under different light qualities (2019)
  • 著者名/発表者名: 植野 嘉文
  • 学会等名: The 9th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Responses of energy-transfer processes in diatoms Chaetoceros gracilis and Phaeodactylum tricornutum to fluctuating light, ~effects of low/high- and low/dark-fluctuations~ (2019)
  • 著者名/発表者名: 田邊 みゆき
  • 学会等名: The 9th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Signal transduction in green algal photoprotection (2019)
  • 著者名/発表者名: 得津 隆太郎
  • 学会等名: The Western Photosynthesis Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] 国際シンポジウム「Photosynthesis and Chloroplast Regulation」 (2022)
• [学会・シンポジウム開催] 日米二国間セミナー (2019)
• [学会・シンポジウム開催] 第4回国際ワークショップ (2018)
• [学会・シンポジウム開催] 第5回ワークショップ（Find out the mechanism supporting C4 photosynthesis、C4光合成を支える仕組みを解く） (2018)
• [学会・シンポジウム開催] 第2回国際カンファレンス（International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018） (2018)
• [学会・シンポジウム開催] 第３回国際ワークショップ (2018)
• [学会・シンポジウム開催] 第２回国際ワークショップ (2017)
• [学会・シンポジウム開催] A new horizon in photosynthesis research: Regulation via Proton Motive Force (2017)
  • 発表場所: 鹿児島県、鹿児島大学
• [学会・シンポジウム開催] 第１回国際ワークショップ (2017)
  • 発表場所: 鹿児島県、指宿いわさきホテル