| 研究課題/領域番号 |
21H02510
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
高橋 裕一郎 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (50183447)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 光合成 / 環境変動 / ダイナミクス / 分子集合因子 / 光化学系Ⅰ複合体 / アンテナ複合体 / プルダウン実験 / 緑藻クラミドモナス / 光化学系 / 分子集合 / 構造解析 / 環境順化 / 分集合因子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸素発生型光合成反応で最も特徴的かつ重要な反応は、光化学系ⅠとⅡ（PSIとPSII）が担う光エネルギーの捕集と光化学反応である。PSIはおよそ20のサブユニットと200ほどのコファクターから構成される葉緑体に存在する最も大きな複合体の一つで、その構造が原子レベルで明らかにされてきた。しかし、PSI構成サブユニットが機能的な複合体へ分子集合する過程は不明な点が多く残されている。本研究では、葉緑体および核ゲノムの形質転換系が確立している緑藻 クラミドモナスを利用し、PSI複合体の構造と機能のダイナミクスな分子集合機構を解明し、変動する光環境下に馴化して効率的に光合成が進む分子機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
光化学系Ⅰ（PSI）複合体の４つの分子集合因子Ycf3, Y3IP1, Ycf4, CGL71とLHCの分子集合に必須な因子cpSRP43とAlb３.1の機能を明らかにした。ヘテロ二量体を形成するYcf3とY3IP1は、PSI反応中心（RC）の分子集合の初期に必須で、オリゴマーを形成するYcf4は、その後の分子集合過程に必須である。CGL71は、好気条件下での分子集合に重要である。cpSRP43とAlb3.1は複合体を形成し、LHCIの分子集合に必須で、PSI-LHCI超複合体の形成に関与することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光化学系Ⅰ（PSI）複合体の構成成分であるタンパク質サブユニットの合成とコファクターの生合成は解析が進んでいる。また、PSI複合体の構造は構造生物学的手法で詳細に解析され、各成分が秩序正しく配置されていることが明らかにされた。さらに、物理化学的解析により、PSI複合体の機能もかなり解明されてきた。しかし、これらの成分ががどのように機能的な複合体に分子集合する機構はほとんど明らかにされていなかった。本研究成果により、PSI-LHCI超複合体の分子集合機構に重要な役割を果たす分子集合因子の機能が明らかにされた。今後、過酷な環境に耐性を示す光合成生物を作出する上で重要な基盤的成果となると言える。
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