植物にとって光は必要不可欠なエネルギーですが、過剰な光エネルギーは葉緑体のチラコイド膜上にある光合成装置(光化学系)に傷害を与え、光阻害と呼ばれる光合成機能の低下を引き起こします。植物は、光阻害を避ける為に様々なメカニズムを発達させていますが、その最も重要なメカニズムのひとつとなっているのが光化学系IIの修復です。この修復では、光によって傷害をうけた光合成の反応中心タンパク質の分解／合成が行われ、新たなタンパク質に入れ替えられます。私達の研究室では、この修復サイクルにおける反応中心タンパク質の分解に注目し、研究を進めています。光によって傷害を受けたタンパク質がどのうように取り除かれるのかという仕組みを理解することにより、光合成の光阻害の緩和メカニズムを解明し、光阻害を受けにくい植物の作製を目指します。

(図の説明)葉緑体チラコイド膜上にある光化学系IIは、最も光による傷害を受けやすい複合体である。この光化学系IIの機能維持のために葉緑体では傷害を受けたD1タンパク質をFtsH、Degと呼ばれるプロテアーゼで分解し、その後、新規にタンパク質合成をすることにより入れ換える。この一連のメカニズムは光化学系IIの修復を呼ばれ、植物の光阻害を緩和する重要な機構となっている。