研究課題
基盤研究(A)
光合成生物の光受容は何桁もの光強度におよぶ。過剰な光によってもたらされる酸化的ストレスは、主要な光防御応答であるqEクエンチングによって防御される。本研究では、qEエフェクタータンパク質LHCSRによるqEクエンチング誘導過程の詳細を明らかにした。まず、青色光受容体フォトトロピンによる青色光受容、さらにフォトトロピン欠失変異株の抑圧変異株の解析から、青色光シグナルがDET1-E3ユビキチンリガーゼ抑制がLHCSR遺伝子発現をもたらすこと、そして誘導されたLHCSRが光化学系IIにおいて熱散逸をおこすこと、および光化学系Iにおける光化学反応をおこすことを明らかにした。
ほぼすべての光合成生物は直射日光を苦手としていることが明らかになり、光合成生物が過剰光をいかに凌いで光合成を行うかの重要性の認識が高まっている。地球上の二酸化炭素固定量の約半分は水中の光合成生物（藻類）が担うが、多くの藻類では過剰光をしのぐ仕組み（qEクエンチング）を、必要に応じて「誘導」していることが知られている。本研究はこの誘導の根幹を分子レベルで初めて明らかにした。フォトトロピンという陸上植物では光屈性等で知られる青色光受容体が藻類では光防御の起点となることがわかった。さらにその下流のシグナル伝達因子も明らかになり、本研究により光合成の環境適応研究は細胞生物学の領域に入った。
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