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最古の光合成生物「シアノバクテリア」の新しい光利用システムを発見 ―ロドプシンによる環境適応の軌跡が明らかに―

シアノバクテリア(藍藻)は、クロロフィルを用いた光合成に加えて、「ロドプシン」と呼ばれる光駆動型タンパク質でも光エネルギーを利用しています。本研究では、メタゲノム解析や構造解析を通じて、シアノバクテリアに特有な新しいロドプシン「Cyanorhodopsin-II(CyR-II)」を発見しました。CyR-IIは、光を受けてプロトン(H⁺)を細胞外にくみ出す「光駆動型プロトンポンプ」として働きます。さらに、CyR-IIは吸収する光の波長により黄色光(570nm)を吸収する「YCyR-II」と緑色光(550nm)を吸収する「GCyR-II」に分類され、それぞれ陸上の土壌や海中のバイオフィルムといった異なる環境に適応していることが明らかになりました。これらのロドプシンは、進化の過程で遺伝子の水平伝播(HGT)によってシアノバクテリアの間に広がったと考えられます。本研究は、これまで光合成色素の多様化だけが注目されていたシアノバクテリアの環境適応に、ロドプシンの役割という新たな視点を加えるものです。
プレスリリース(AORI): 最古の光合成生物「シアノバクテリア」の新しい光利用システムを発見 ―ロドプシンによる環境適応の軌跡が明らかに―