| 研究領域 | 新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04719
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
増田 真二 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (30373369)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 光合成 / 非光化学消光 / プロトン / シロイヌナズナ / 葉緑体 / シアノバクテリア / プロトン濃度勾配 / NPQ / プトロン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、申請者らが近年同定したシアノバクテリア・葉緑体内のプロトン濃度調節因子FLAP1およびFLAP2の機能解析を進めることで、光環境に応じてプロトン駆動力を調節する新たな仕組みを解明し、光合成最適化に必要な、吸収した余剰な光エネルギーを熱として安全に消去する「非光化学消光（NPQ）」を制御する新たな仕組みの存在を世界に先駆けて証明することである。本研究を通じて、世界で誰も提唱したことのない酸素発生型光合成生物に保存されている新しい光エネルギー最適化システムを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、申請者らが近年同定した葉緑体内プロトン濃度調節因子の機能解析を進めることで、光環境に応じてプロトン駆動力を調節する新たな仕組みを解明し、吸収した光エネルギーを熱として安全に消去する「非光化学消光(NPQ)」を制御する新たな仕組みを明らかにすることを目的に研究を進めた。
これまでに、様々な逆遺伝学的解析によってNPQの値が野生型のそれよりも上昇する３つの新規変異体を単離している。本研究では、この３つの因子の機能の解明を目的として研究を進め、昨年度までに、葉緑体のpHの最適化に必要な２つの因子Fluctuating-light acclimation protein1 (FLAP1), Day-length-dependent delayed greening1 (DLDG1)に関する研究成果を発表することができた。今年度も、引き続きシロイヌナズナとシアノバクテリアを材料にこの２つの因子の解析を進め、さらにいくつかの論文を査読誌に発表することができた。これに加えて、本学術領域研究の公募班として参画し４年目あたる今年度は、３つ目の因子Triplet-cysteine repeat protein (TCR)の解析を重点的に進めた。その結果、TCRは、１）鉄硫黄クラスターを結合していること、２）ジスルフィド結合を有すること、３）試験管内でフェレドキシンから電子を受け取ること、４）シロイヌナズナのTCR変異体は、光化学系Iからの電子の流れが詰まり気味になること、を見出し、TCRが、光化学系I由来の電子を受け取る、いわゆる代替的電子伝達に関わり、変動光条件下での生育に重要となる光化学系Iのスペシャルペアークロロフィルの酸化に関わる重要な因子であることを明らかにした。得られた結果をまとめ、査読誌に発表することができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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