進化における光合成色素の獲得過程を再現する試み

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申請者はクロロフィルb合成遺伝子を単離し、その分子系統学的解析をおこなった結果,現在の葉緑体やラン藻の共通祖先は,クロロフィルbとフィコビリンの両方の色素を持ち合わせた原核型光合成生物であることを明らかにした。光合成生物の進化にとって,新しい色素の獲得や消失は重要なイベントであったことを示したが、それら進化の生化学的過程に関しては全く知ることができなかった。そこで申請者は,クロロフィルbを持たないラン藻に,クロロフィルb合成遺伝子CAOを導入し,クロロフィルbを合成させることによって,過去に起こった新しい色素との出会いを部分的に再現した。CAOが導入されたラン藻は、クロロフィルb合成、合成されたクロロフィルbは光化学系Iに取りこまれていた。光化学系Iに取りこまれたクロロフィルbは、捕捉した光エネルギーを近傍のクロロフィルaにほぼ100%の効率で伝達していることが明らかになった。光化学系Iのスペクトル解析を行ったところ、ある特定なクロロフィルa結合サイとに優先的にクロロフィルbが取りこまれていることが明らかになった。異なった色素に対する結合の可塑性が、新しい色素を獲得するのに重要な役割を担っていると思われる。