岡山大学、植物が高温環境でも光合成を維持する新機構を発見

岡山大学が明らかにした新たな光合成維持メカニズム

2026年2月8日、国立大学法人岡山大学からの発表によると、植物が高温環境下でも光合成を持続できる新しいメカニズムが解明されました。この研究は、資源植物科学研究所の坂本亘教授らにより行われ、国際的な専門誌『PNAS Nexus』に発表されました。

光合成の重要な役割

光合成は、植物が太陽の光エネルギーを利用して食物を作り出す過程です。この反応は主に、葉緑体内の特有な膜構造である「チラコイド膜」で行われます。チラコイド膜には、光合成に必要なタンパク質複合体が含まれており、その形状や安定性が光合成効率に大きく影響します。

しかし、日照や温度などの環境ストレスが繰り返しかかることで、チラコイド膜は損傷したり、再編成されたりする必要があります。これを乗り越えるために、植物は損傷した構成要素を修復するための仕組みを持つことが求められます。

新たに解明されたメカニズム

今回の研究では、膜リモデリングタンパク質であるVIPP1が、熱ショックタンパク質HSP70ファミリーに属するcpHsc70-1と相互作用することが確認されました。この相互作用は、熱ストレス下においてチラコイド膜を動的に維持するために必要不可欠です。

具体的には、cpHsc70-1がVIPP1の集合体を解体し、再編成を助けることで、チラコイド膜の構造が高温環境下でも保たれることが示されました。これにより、光合成機能が維持されることが明らかになりました。

この研究成果は、植物が過酷な環境変動に適応するための新しい molecular basis を提供するもので、今後の植物科学の発展にも寄与することが期待されます。

研究の背景と意義

坂本教授は「光合成を支えるチラコイド膜は環境条件に応じて常に調整されています。この研究は、熱ショックタンパク質が単にタンパク質を保護する役割だけでなく、光合成の基盤となる膜構造の維持にも寄与していることを示しました。このような異なる階層の制御が連携することで、植物が高温ストレスに適応していることが理解でき、生命システムの精巧さを再認識しています」とコメントしています。

この研究には文部科学省の科学研究費も支援されており、岡山大学がドイツのミュンスター大学と共同で行いました。