岡山大学、ゼニゴケを用いて進化の鍵を解明した新たな研究成果
概要
岡山大学異分野基礎科学研究所の研究者たちが、ゼニゴケをモデル生物として用い、光化学系I（PSI）と呼ばれる光合成の重要な複合体の構造を明らかにしました。この研究の成果により、光合成のメカニズムや陸上植物の進化に関する理解が飛躍的に向上することが期待されています。
研究の背景
光化学系Iは、植物が光エネルギーを化学エネルギーに変換する際に中心的な役割を果たすプロセスであり、その理解は深い科学的関心の対象です。ゼニゴケ（Marchantia polymorpha）は原始的な陸上植物であり、光合成メカニズムの研究に欠かせない存在です。これまでの研究では、陸上植物のPSIの構造は単量体としてのみ解明されており、その二量体の構造についてはあまり知られていませんでした。
研究成果
今回、岡山大学の研究グループが高分解能のクライオ電子顕微鏡を用いて、PSI–LHCI超複合体の単量体及び二量体の構造をそれぞれ解明しました。これにより、単量体の水分子の配置やエネルギー移動経路が明らかになりました。特にPSI-LHCI二量体の構造は、既存の研究では見られない新しい結合様式を示しており、これまでの緑藻由来のPSIとは異なります。
進化の鍵を握る構造
この研究により、今後の植物進化に関する理解が深まることが期待されています。二量体の構造を解析する中で、特定のサブユニットの重要性が明らかになり、PSIの高密度化にも寄与している可能性が示唆されました。これにより、進化の過程におけるPSIの変化を理解するための重要な手がかりが得られました。
研究チームのコメント
蔡弼丞助教は、ゼニゴケを用いた研究に取り組むことで光化学系Iの進化に貢献できることを嬉しく思っています。多様な研究を通じて、植物の光合成や進化に関する新たな知見を得ることができ、さらに深い洞察を提供することができたと自信を持っています。
今後の展望
この研究成果は、2026年2月5日に英国の学術雑誌「Communications Biology」に掲載されており、今後のさらなる研究に向けた道筋が開かれています。光合成のメカニズムの解明は、農業や環境保護の分野にも広く応用できる可能性があり、その重要性はますます高まっています。
まとめ
岡山大学の最新研究は、藻類から高等植物への進化の過程を照らす光を提供しています。この成果を通じて、我々はただ自然の仕組みを理解するだけでなく、その知識を活かして持続可能な未来を築いていく可能性を秘めています。
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