植物プランクトンの新たな光利用：ロドプシンによるエネルギー生産機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、光合成を行い、重要な一次生産者として特に水圏生態系を支える植物プランクトンにおける、光合成とは異なる光利用機構であるロドプシンの機能の網羅的解析と、植物プランクトンがロドプシンを持つ生理的役割の解明を目的としている。本年度は、光合成を行う原核生物であるシアノバクテリアと、真核生物である褐虫藻由来のロドプシンの解析を試み、シアノバクテリア由来のロドプシンについて、大きな進展があった。本年度の実施内容は、以下の通りである。1.シアノバクテリア由来ロドプシンの系統解析：シアノバクテリアのゲノム、メタゲノムおよびメタゲノム配列から再構築されたゲノム情報からロドプシン遺伝子を探索し、複数のロドプシンに類似な配列を取得した。それらの配列の膜貫通性を予測し、ロドプシンの特徴である7回膜貫通の配列を選別した。これらの配列と機能既知ロドプシンの配列を用いて系統解析を行ったところ、シアノバクテリアに特異的な新規ロドプシンクレードを発見した。2.シアノバクテリア由来新規ロドプシンの機能解析および分光解析：発見した新規クレードに属するシアノバクテリア由来ロドプシンの機能を、異種発現解析とにより明らかにした。また、ロドプシンタンパク質を精製し、詳細な分光学的解析を行うことで、その利用波長や分光学的特性を明らかにした。3.シアノバクテリアの生息環境とロドプシンの関係の解明：シアノバクテリア由来ロドプシンの機能と利用波長、およびロドプシンをもつシアノバクテリアの生息環境の情報から、シアノバクテリアがロドプシンを持つ意義を微生物生態学的に考察した。