神戸大学 大学院理学研究科・理学部

News Release

2020.12.07

化学専攻の秋本誠志准教授、植野嘉文研究員らの研究グループが、強光下における珪藻の集光性色素タンパク質の発現とエネルギー伝達経路の解析に成功しました。

 岡山大学異分野基礎科学研究所の長尾遼特任講師と神戸大学大学院理学研究科の秋本誠志准教授の共同研究グループは、 理化学研究所環境資源科学研究センターの堂前直ユニットリーダーらと共に、強光下における珪藻Phaeodactylum tricornutum の集光性色素タンパク質(注1)FCPの発現および時間分解蛍光分光法(注2)を用いた励起エネルギー伝達経路の解析に成功しました。この結果から、Phaeodactylumは強光によりFCPの分子構造および励起エネルギー伝達経路の調節を行い、エネルギー消光(注3)を誘導することが明らかになりました。
 本研究成果は、「珪藻は強光ストレスを受けた際、どのようにして集光性色素タンパク質FCPを調節し、機能させるのか?」という問いに対して知見を与えるものです。この光応答メカニズムは珪藻にとって重要な生存戦略の一環であるかもしれません。

  • 注1: 集光性色素タンパク質
     クロロフィルやカロテノイドなどの色素を結合した、太陽光エネルギーを集める役割を持つタンパク質です。 光合成生物の種類に応じて異なる集光性色素タンパク質が存在します。 本報告で明らかにした、フコキサンチン-クロロフィル結合タンパク質(FCP)は珪藻や褐藻に特有であり、 その名の通りクロロフィルa、クロロフィルc、フコキサンチンを結合しています。
  • 注2: 時間分解蛍光分光法
     パルスレーザーを色素に照射した後、色素から発せられる蛍光強度の変化を フェムト秒(10–15秒)からピコ秒(10–12秒)の時間分解能で追跡する方法です。 光エネルギーを吸収した直後の色素分子の挙動だけではなく、 分子が置かれた環境に関するさまざまな物理化学的情報を解析するための非常に有用な分光法です。 この手法により、集光性色素タンパク質の色素分子の役割を明らかにします。
  • 注3: エネルギー消光
     光合成に利用できない過剰な光エネルギーを熱として散逸する現象です。光は光合成には欠かせませんが、 強すぎる光は光合成生物にダメージを与えます。光合成生物は様々な消光過程を持ち、光合成に利用するエネルギー量を調整しています。
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