研究情報

京大研究G、藻類のCO2吸収の鍵となる細胞外タンパク質の機能を解明。40年来の議論に決着（2024.9）

　京都大学の生命科学研究科の研究グループは、ゲノム編集技術を用いてモデル緑藻クラミドモナスの変異体を作成し、緑藻の細胞外タンパク質CAH1の機能を明らかにした。この発見は、CAH1の役割をめぐる40年来の科学的論争を解決し、水圏における光合成の理解を大きく前進させた。
　水中ではCO2の拡散が陸上の約1/10,000と極めて遅く、植物が光合成に必要なCO2を十分に取り込むことが難しい状況にある。多くの水中生物はこれを克服するために、細胞内にCO2を濃縮し効率的な光合成を可能にするCO2濃縮機構（CCM）を進化させてきた。CCMの中心的な役割を果たすのが、CO2と重炭酸イオン（HCO3－）を変換する炭酸脱水酵素だ。

　同研究グループは2015年に、CCMにおいてHCO3を細胞内に濃縮する輸送体を同定している。今回の研究では、1984年に同定された細胞外に存在する炭酸脱水酵素CAH1の機能に焦点を当てた。CAH1の役割は長年不明のままでしたが、今回の発見により、藻類がHCO3だけでなくCO2も効率的に吸収する仕組みが明らかになった。
　今回の発見により、HCO3－の輸送に加え、CO2の効率的な吸収メカニズムが解明されたことで、水中環境での光合成生物のCO2獲得戦略の全体像がより明確になった。この研究成果は、将来的に植物の光合成効率向上に向けた研究にも大きな影響を与えることが期待される。

詳しくは、→https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2024-09-03-0