立命大,光合成集光アンテナ器官の成長過程を可視化

立命館大学は,光を当てることによって光合成色素(クロロフィル;葉緑素)を集積化させるシステムを開発し,「クロロゾーム」と呼ばれる光合成集光アンテナ器官の成長過程を可視化することに成功した(ニュースリリース)。

光合成における集光アンテナであるクロロゾームは,多数の特殊なクロロフィル分子が集まって形成されたチューブ状の色素集積体であることは,これまで研究グループによって明らかにされてきた。しかし,それがどのようにして形成されているかということはわかっていなかった。

これまで,クロロフィル分子を集積させてクロロゾームモデルを形成しようとしても,チューブ状のクロロゾーム様色素集積体を直接形成することは不可能だった。研究グループはその理由を,天然のクロロゾームが形成される過程が正しく模倣されていないことだと考え,クロロゾームモデルを人工的に作り上げた。

クロロゾーム内の色素集積体は,逐次生合成されたクロロフィル分子が徐々に集まっていくことによって形成されている。今回の研究では,生体内のようにクロロフィル分子が徐々に集積していくシステムを人工的に再現することによって,従来の方法では困難であったチューブ状の色素集積体を直接的に形成することに成功した。

徐々に集積し,チューブ状の色素集積体を形成する過程は,まさにクロロゾーム内で色素集積体が成長していく過程をモデル化したものであり,クロロゾームの成長を模倣した世界で初めての例となったという。

研究グループは,今回の研究により,クロロゾームの形成過程の解明のみならず,これまでよく分かっていなかった他の様々な生体器官の形成過程を,分子レベルで可視化し解明していく研究に発展していく可能性をも示すとしている。

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