変動光下の植物光合成を支える「遠赤色光による光合成膜の膜電位調節機構」の解明

• 研究課題/領域番号: 24K09493
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44030:植物分子および生理科学関連
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設)
• 研究代表者: 河野 優 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (40838265)
• 研究分担者: 寺島 一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (40211388) ; 浜本 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (10533812)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 光合成 / 変動光 / 遠赤色光 / プロトン駆動力 / 陸上植物

研究開始時の研究の概要

光合成は可視光によって駆動され、葉緑体光合成膜における電子伝達反応と膜内外のH+の電気化学的ポテンシャル差（pmf）を利用して還元力とATPが合成される。野外のような光強度が激しく変動する光環境下では、光の変化に追随してpmfサイズおよび各成分の分配比の適切な調節が必要になる。膜電位はK+などのイオンの総和によって決定付けられるが、光合成膜のイオン輸送体の実態はほとんど明らかにされていない。申請者は、光合成を駆動しない遠赤色光が、イオン輸送を刺激し、膜電位に寄与することを見出した。遠赤色光による電子伝達駆動を介したイオン輸送体の活性化機構、および変動光下での光合成調節機構を明らかにする。