研究課題
基盤研究(B)
クロロフィルは、光合成において光エネルギーの捕捉や電子伝達の中心的な役割を果たしている。クロロフィル代謝は、緑化時に光合成系を構築し、老化時に不要なクロロフィルを処理することが、主要で唯一の役割と考えられてきた。しかし、クロロフィル代謝はこのような機能に限定されているのではなく、緑葉の細胞死(leaf lethal、枯死)と常緑化(Stay green)の現象に深く関わっている。これらの現象は、クロロフィル合成や分解の中間代謝物が活性酸素を発生させ細胞死を引き起こすこと、また、クロロフィルの分解の抑制が植物の老化自体を遅延させることに原因している。本研究の目的は、(1)クロロフィルの合成と分解、およびそれらを調節する遺伝子を網羅的に単離し、(2)それらの遺伝子の緑葉の枯死と常緑化に対する役割を明らかにし、(3)将来の農学的な応用の基盤を作ることである。クロロフィルaの合成を触媒する酵素の遺伝子の多くは同定されていたが、ジビニルプロトクロロフィリドaをモノビニルプロトクロロフィリドaへ触媒するジビニルプロトクロロフィリド8-レダクターゼ(DVR)だけは、同定されていなかった。昨年度は、DVR遺伝子を始めて同定することに成功し、高等植物のクロロフィル合成系遺伝子が全て決定された。本年度は、DVRの酵素学的研究を行った。その結果、DVRの基質は、従来考えられていたジビニルプロトクロロフィリドではなく、ジビニルクロロフィリドであることを明らかにした。この研究により、クロロフィルの代謝経路を確定することに成功した。
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