| 研究課題/領域番号 |
21K15129
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
金 恩哲 基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 助教 (30836359)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 光合成 / 集光 / 光防御 / 光化学系II / 光化学系I / 光化学系メガ複合体 / メガ複合体 / 配列形態 / 光化学系 / 光化学系配列形態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は変動する光条件に対して、効率的な光合成を維持するため光合成機構を調節する多様なメカニズムを持っている。その中、チラコイド膜中の光化学系II-集光装置超複合体(PSII超複合体)が配列形態を変容させることにより、光合成のための集光機能を調節していることが最近明らかになった。しかし、どのような調節因子がこの配列形態を変容させるかなどのメカニズムはまだ明らかにされていない。本研究では、PSII超複合体の配列形態を変容させる因子を明らかにし、そのメカニズムを解明することを目的とする。本研究成果により、PSII超複合体の集光性質を調節する配列形態の変容メカニズムが明らかになると期待される。
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| 研究成果の概要 |
緑色植物の光化学系１（PSI）と２（PSII）は光捕集複合体とメガ複合体(PSI-PSIIとPSII-PSII)を形成して光捕集特性を調節している。本研究によりpH、PsbS、温度、光の因子が光化学系のメガ複合体形成に影響を与えることが明らかになった。さらに、植物種による多様性があることが分かった。シロイヌナズナは両方のメガ複合体を形成するが、ホウレンソウは主にPSII-PSIIメガ複合体を形成する。イネのPSI-PSIIメガ複合体は、シロイヌナズナのメガ複合体より安定で遅いスピルオーバーを示すことが明らかになった。本研究により、緑色植物の光化学系メガ複合体の調節因子および多様性が解明された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光合成は地球上の生態系の保全に重要な役割を果たし、再生可能エネルギーの源としても注目されている。この研究により、光化学系における配列形態やメガ複合体の形成に影響を与える因子が明らかになり、緑色植物の光合成制御メカニズムを理解する上で重要である。さらに、異なる植物種が独自の光捕集機構を持っていることが示唆され、植物の進化と適応に関する理解を深めることができる。また、この研究の成果は光合成メカニズムの理解を深め、より効率的な再生可能エネルギーの開発に貢献することが期待される。このように、本研究の成果は基礎科学の進歩だけでなく、環境保全やエネルギー技術の発展にも重要な貢献をする研究成果である。
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