光合成タンパク質複合体精製における遠心機活用例

私の研究テーマ

光合成反応は、古くから多くの研究者の興味を引きつけ、そのメカニズムの解明が進められてきました。
一方で、自然界のような刻々と変化する環境下において、光合成生物（植物や藻類）がどのように環境適応しているのかは未だ謎が多く残されています。
例えば、図aに示したように地上に降り注ぐ太陽光は、季節、日周に伴う変化だけではなく、雲、風、水の揺らめきといった、とても短い時間(数秒から数分)でも急激に変化するため、“環境変化が起きたまさにその時”に対応しなければなりません。特に、比較的弱い光の下で光合成が行われている場合、突然降り注ぐ木漏れ日や雲の切れ間からの直射日光は、瞬間的に過剰なエネルギーとなり、光合成生物にとって深刻な被害をもたらしかねません。
多くの光合成生物(植物や藻類)はこのような危険を回避する為、過剰な光エネルギーを受け取った時のみ光合成反応に利用せず消去する仕組み （NPQ:Non‐Photochemical‐Quenching、非光化学的消光）を備えています。NPQは、過剰な光エネルギーの一部を熱エネルギーへと変換して散逸させることで、光合成反応系への負荷を回避するメカニズムです。

私は、上記NPQの分子メカニズムの謎を解き明かすため、日々研究を進めています。これまでに、数十リットル単位で大量培養した緑藻（写真b）から『生きた状態』の光合成タンパク質複合体の精製を行い（写真f）、NPQが光化学系Ⅱと呼ばれるタンパク質超複合体の中で起きていることを突き止めました。
現在は、光化学系Ⅱタンパク質超複合体の中で『どのように』NPQが起きているのかを明らかにするため、『より完全な』タンパク質超複合体の精製と、その解析を進めています。