岡山大学，大阪大学，理化学研究所，京都産業大学は，光合成の光エネルギー転換反応が起こる「チラコイド膜」を維持するVIPP1と呼ばれるタンパク質のはたらきを明らかにし，このタンパク質を利用して高温に強い植物を作り出すことに成功した（ニュースリリース）。

光合成において，光エネルギーを転換する反応は，「チラコイド膜」という光合成をする生物に特徴的な膜構造の中で行なわれる。しかし，チラコイド膜がどのように作られて維持されるかについてはよくわかっていなかった。

研究グループが注目したVIPP1というタンパク質は100分子以上結合した構造を持ち，膜の融合や変形（リモデリング）を通してさまざまな膜機能を維持する，あらゆる生物に普遍的に存在するESCRT-IIIというタンパク質の一つであることがわかってきた。また，植物は，光合成に特化したESCRT-IIIであるVIPP1を作り出すことで，強い光や高温などの環境変動に応答してチラコイド膜を維持していることが明らかになった。

今回，このVIPP1タンパク質について研究グループは，植物の葉緑体で蓄積するVIPP1タンパク質の構造を0.1μmのレベルで明らかにした。まず，タバコを材料に，葉緑体でVIPP1を15倍過剰に蓄積させる植物を育成した。

ここで発現させたVIPP1には緑色蛍光タンパク質（GFP）と呼ばれる緑色の蛍光を出すタンパク質が付加されており，タバコの葉緑体の中でVIPP1 タンパク質を可視化させることができる。この可視化されたタンパク質を電子線トモグラフィーという技術で分析し，VIPP1タンパク質が直径20-30nmの細長いフィラメント状の構造が束になって存在していることを明らかにした。

このVIPP1フィラメント状の構造は，高温ストレスにさらした葉緑体の中ではダイナミックに形態を変化させて，フィラメントを放出したりVIPP1どうしで融合分裂を繰り返したりして膜のリモデリング活性を示していることが観察され，膜へのストレスに応答していることがわかった。

このタバコを50°Cの高温に処理すると，野生型の個体では生育不全を起こすのに対して，VIPP1を高発現させた個体では耐性を示すことが明らかになったという。

この研究を通してチラコイド膜を頑強にし，光で壊れやすい光合成の装置を延命させる技術の開発が，藻類や植物において期待される。研究グループは，気候変動や温暖化による強光や高温ストレスに耐性を持つ作物の開発や，バイオマス植物を用いたバイオ燃料・バイオ製品の素材開発への応用も見込まれるとしている。