ポイント
- ＣＯ２固定化酵素ルビスコで構成される珪藻ピレノイド（Ｐｙｒｅｎｏｉｄ）を、光アミノ酸を使って「その場」で強固に結合させ、ピレノイドを覆う新しいたんぱく質構造を発見し、Ｐｙｒｅｎｏｉｄ Ｓｈｅｌｌ（ＰｙＳｈｅｌｌ）と命名。
- ＰｙＳｈｅｌｌは試験管内で自己重合し、この重合体をクライオ電子顕微鏡で解析すると周期性を持ったチューブ構造やシート構造をとることを発見。対称性を利用してＰｙＳｈｅｌｌチューブの立体構造を２．４オングストローム分解能で決定。珪藻細胞をクライオ電子顕微鏡でトモグラム撮影し、ピレノイド周辺に試験管内と同様のシート状構造があることを観察。
- ＰｙＳｈｅｌｌをゲノム編集で破壊すると、シート状構造の消失とピレノイド形成の不全とともに、光合成効率が１／８０まで著しく低下することを発見。海洋で最大の二酸化炭素固定量を誇る珪藻の、二次共生による特徴的な葉緑体構造の形成機構と機能を初めて分子レベルで解明。
関西学院大学 生命環境学部 松田 祐介 教授、嶋川 銀河 助教（研究当時）、辻 敬典 助教（研究当時）、大阪大学 蛋白質研究所 栗栖 源嗣 教授、川本 晃大 助教、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ Ｇｅｒｌｅ 特任准教授（研究当時）らは、スイス バーゼル大学 Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｅｎｇｅｌ 教授、Ｍａｎｏｎ Ｄｅｍｕｌｄｅｒ 博士研究員、およびグルノーブル大学 Ｇｉｏｖａｎｎｉ Ｆｉｎａｚｚｉ 教授、Ｓｅｒｅｎａ Ｆｌｏｒｉ 博士研究員（研究当時）らと共同で、海洋性珪藻類が行う高効率な光合成反応を可能にする新規たんぱく質を発見し、その高効率な二酸化炭素固定を可能とする分子メカニズムを最新のゲノム編集およびクライオ電子顕微鏡技術で解明しました。本研究成果はＣｅｌｌ Ｐｒｅｓｓ社が刊行する国際誌「Ｃｅｌｌ」に、２０２４年１０月２日（日本時間）にオンライン掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ）戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ 「細胞内現象の時空間ダイナミクス」研究領域 研究課題名「光合成オルガネラ間コミュニケーションの動的分子基盤」（課題番号：ＪＰＭＪＣＲ２０Ｅ１、研究代表者：栗栖源嗣）、科学研究費補助金基盤研究（Ａ）（代表：松田祐介）、学術変革研究（Ａ）（領域代表：栗栖源嗣）の支援を受けて日欧の国際共同研究として行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（８６０ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Diatom pyrenoids are encased in a protein shell that enables efficient CO2 fixation”
- ＤＯＩ：10.1016/j.cell.2024.09.013
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
松田 祐介（マツダ ユウスケ）
関西学院大学 生命環境学部 生物科学科 教授
Tel：079-565-7655 Fax：079-565-8542
E-mail：yusuke
kwansei.ac.jp栗栖 源嗣（クリス ゲンジ）
大阪大学 蛋白質研究所 教授
Tel：06-6879-8604 Fax：06-6879-8606
E-mail：gkurisuprotein.osaka-u.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
沖代 美保（オキシロ ミホ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3524 Fax：03-3222-2064
E-mail：crestjst.go.jp -
＜報道担当＞
学校法人関西学院 広報部 企画広報課
Tel：0798-54-6873 Fax：0798-51-0912
E-mail：kg-kohokwansei.ac.jp大阪大学 蛋白質研究所 研究戦略推進室
Tel：06-6879-8592
E-mail：uraofficeprotein.osaka-u.ac.jp科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp