新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化

2021 年度 研究成果報告書

• 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
• 研究課題/領域番号: 16H06552
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 皆川 純 基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 教授 (80280725)
• 研究分担者: 清水 浩 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00226250) ; 坂本 亘 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (20222002) ; 園池 公毅 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (30226716) ; 宗景 ゆり 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (30423247) ; 久堀 徹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40181094) ; 魚住 信之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515) ; 高橋 裕一郎 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50183447) ; 鹿内 利治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70273852) ; 栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131) ; 矢守 航 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90638363)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 光合成 / 葉緑体 / 電子伝達 / エネルギー

研究成果の概要

本領域は、プロトン駆動力をキーワードに、光エネルギーの「利用」と「散逸」のバランス調節解明に挑戦した。総括班が領域全体の研究をとりまとめ、設置した２つのセンターを活用して研究資源・技術の共有を推進し共同研究を展開した。その結果、素過程、制御理論、構造、システム等について予想を超えた研究の進展が見られ発表論文の総数は505報に上った。また、海外研究者を招聘して交流するとともに若手研究者を海外に派遣するとともに分野をリードする研究者を集めたシンポジウムを複数回開催し、議論の醸成に務めた。これらの活動は、シンポジウムやニュースレター、SNSなど、アウトリーチ活動を通じて広く国民に周知された。

自由記述の分野

光合成

研究成果の学術的意義や社会的意義

本領域の目指した「プロトン駆動力」を中心に据える新しい光合成の考え方は、トレードオフが複雑に絡み合う光合成反応をシステムとして捉えるアカデミアの育成であり、従来、個々の因子の反応に注目してきた光合成研究の次元を一段階上げるものである。このような研究は、世界的に見ても大きな研究チームに育った例はない。本領域は、広い分野から研究者が集まり、チラコイド膜規模で分子集団のダイナミクスを可視化する技術、一分子で複合体の活性をモニターする技術、構造から分子応答を予測する計算科学など、我が国光合成研究の優位性を後世に繋げる土台を築いた。