| 研究課題/領域番号 |
21K06217
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
小澤 真一郎 岡山大学, 資源植物科学研究所, 特任助教 (80717538)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | Photosynthesis / Plant physiology / biochemistry / Photosynthetic control / cytochrome b6f / シトクロムb6f複合体 / LHCI / 光化学系I複合体 / 葉緑体ATP合成酵素 / 光合成 / 光エネルギー利用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光合成反応が光を利用してエネルギーを供給するため、植物は適切な光のもとでより良く成長する。ところが光の強度は短時間に変化するため利用する光エネルギー量制御と電子伝達反応制御の二段構えの制御機構が効率的な光合成の鍵となる。これまで、それぞれの機構は詳細に研究されてきたが、両者の相互影響は不明な点が多い。そこで本研究では、常に電子伝達経路に含まれる光化学系である光化学系I複合体（PSI）に着目し、特にその光エネルギー量制御を担うLHCIの高次構造に着目し、電子伝達制御を変化させることとLHCIの構造を改変することで、光合成における二段構えの制御機構の相互影響を検証する。
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| 研究成果の概要 |
光合成の光化学系はNPQやサイクリック電子伝達、Photosynthetic control（PCON）で保護される一方で、集光性アンテナ複合体（LHC）が光合成に利用する光エネルギーを最適化する。本研究では、これらを包括的に理解することを目指して、PCON変異株の作出ならびにその表現型の解析とLHC欠損株の解析を主に進めた。その結果、PCONはチラコイド膜ルーメンの酸性化で駆動され、強い光のもとでの光合成的生育に必要であることを発見した。また、化学架橋剤と質量分析を用いたインタラクトーム解析を駆使することによって、NPQが誘導される条件でouter LHCIが果たす構造的な役割を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Photosynthetic controlはチラコイド膜ルーメンの酸性化に応答したb6fの電子伝達速度調整であり光合成的細胞成長にも影響が大きいことを見いだした。この機能を発揮するb6fの構造的な基盤が明らかになればさらなる機能解明が期待される。また、強光下でLHCがはたす構造的な役割も一端が見え始めてきた。解析対象を広げることで、LHCの機能をより動的に捉えることができると期待される。
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