自然科学研究機構 基礎生物学研究所
植物は光合成を通じて太陽光エネルギーを効率的に獲得しています。この過程で重要な役割を果たすのが、「ステート遷移」と呼ばれる光合成調節メカニズムです。ステート遷移は、青色光や赤外光などの特定波長の光を受けた際に、2つの光化学系（光化学系Iと光化学系II）の励起バランスを補正する仕組みです。緑色植物は大きく水生の「緑藻系統」と陸上の「ストレプト植物系統」に分類されます。これまでの研究から、どちらの系統においても、より進化した「陸上植物」や「コア緑藻」（クラミドモナスなど）がステート遷移を行っていることは知られていましたが、緑色植物すべてがこの能力を持つかどうかは不明でした。今回の画期的な発見は、緑藻系統とストレプト植物系統の共通祖先に近い海産の原始緑藻（プラシノ藻）もステート遷移を行うことが明らかになったことです。特筆すべきは、このステート遷移が従来知られていた陸上植物などのものとは異なり、青緑色光を利用していた点です。青緑色光は海中を満たしています。植物の祖先は海で誕生し、やがて陸上へ進出したと言われています。今回の研究結果は、ステート遷移の起源が植物がまだ海中に生息していた時代にまで遡ること、そして当初は海中での光合成調節メカニズムとして機能していたことを示唆しています。この発見により、生物進化と光化学系の進化の相互関係について新たな議論が喚起されると期待されます。本研究は、自然科学研究機構基礎生物学研究所の研究チーム（久保田真人大学院生、キム・ウンチュル助教、石井麻子研究員、皆川純教授）によって行われ、その成果は英国の専門誌New phytologist電子版（日本時間2024年9月24日付）に掲載されました。
