令和６年１１月１日
海洋研究開発機構
東京大学
理化学研究所
岡山大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
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～
ポスト
ポイント
- マングローブなどのさまざまな環境に生息するシアノバクテリアの大規模なゲノムデータから、光合成とは異なる光利用システム「微生物型ロドプシン」の新たなグループを発見し、「シアノロドプシン－ＩＩ（ＣｙＲ－ＩＩ）」と命名した。
- ＣｙＲ－ＩＩは、緑色光型と黄色光型の２つのタイプに分かれ、緑色光型はマングローブ・海洋微生物マット、黄色光型は堆積物・土壌と、異なる生息環境に由来する。このことから、利用波長の異なるＣｙＲ－ＩＩの獲得によって、シアノバクテリアはそれぞれの光環境に適応してきたと考えられる。
- 詳細なゲノム解析から、シアノバクテリアはＣｙＲ－ＩＩ以外にもさまざまなロドプシンを遺伝子水平伝播により獲得し、進化してきたことが分かった。本研究は、進化の過程で獲得したロドプシンが、シアノバクテリアに新しい光利用戦略をもたらしてきたことを示した。
海洋研究開発機構 超先鋭研究開発部門の長谷川 万純 ポストドクトラル研究員および生命理工学センターの西村 陽介 研究員と中島 悠 特任研究員、東京大学 大学院新領域創成科学研究科／大気海洋研究所の吉澤 晋 准教授、理化学研究所の白水 美香子 チームリーダーと保坂 俊彰 技師ら、岡山大学の須藤 雄気 教授と小島 慧一 講師らによる研究グループは、多様な環境から得られた大規模なメタゲノムデータを網羅的に探索することで、最古の光合成生物として知られるシアノバクテリアから、光合成とは異なる光利用システムである「微生物型ロドプシン」の新たなグループを発見し、「シアノロドプシン－ＩＩ（ＣｙＲ－ＩＩ）」と命名しました。
これまでの研究から、シアノバクテリアはさまざまな光環境へ適応するために、光合成機構を多様化させてきたことが明らかとなっています。今回の発見は、シアノバクテリアの進化とその環境適応の軌跡には「ロドプシン」という新たなキープレーヤーが存在し、シアノバクテリアが「ロドプシン」の獲得を通じてさまざまな光環境に適応してきたことを提唱するものです。本成果は、微生物生態学の国際誌「Ｔｈｅ ＩＳＭＥ Ｊｏｕｒｎａｌ」に２０２４年１１月１日付（日本時間）で掲載されます。
本研究の一部は科学研究費助成事業（ＪＰ１９Ｊ２１５８２、２２ＫＪ３１９７、ＪＰ１７Ｋ０７３２４、ＪＰ２０Ｈ０５４５０、ＪＰ２１Ｈ０２４４６、ＪＰ１５Ｋ１４６０１、ＪＰ２２Ｈ００５５７）、創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム（ＢＩＮＤＳ）の支援（ＪＰ２３ａｍａ１２１００１（支援番号１４５５、１４６３）およびＪＰ２３ａｍａ１２１０１３）、文部科学省「海洋生物ビッグデータ活用技術高度化」（ＪＰＭＸＤ１５２１４７４５９４）、科学技術振興機構（ＪＳＴ）さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ２３Ｇ９）およびＡＣＴ－Ｘ（ＪＰＭＪＡＸ２１ＢＫ）の支援によって実施されました。
＜プレスリリース資料＞
＜論文タイトル＞
- “Cyanorhodopsin-II represents a Yellow-Absorbing Proton-Pumping Rhodopsin clade within Cyanobacteria.”
- ＤＯＩ：10.1093/ismejo/wrae175
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
長谷川 万純（ハセガワ マスミ）
海洋研究開発機構 超先鋭研究開発部門 ポストドクトラル研究員
Tel：046-867-9661
E-mail：mhasegawajamstec.go.jp
吉澤 晋（ヨシザワ ススム）
東京大学 大学院新領域創成科学研究科／大気海洋研究所 海洋生態系科学部門 准教授
Tel：04-7136-6419
E-mail：yoshizawaaori.u-tokyo.ac.jp
保坂 俊彰（ホサカ トシアキ）
理化学研究所 生命機能科学研究センター 技師
白水 美香子（シロウズ ミカコ）
理化学研究所 生命機能科学研究センター チームリーダー
須藤 雄気（スドウ ユウキ）
岡山大学 学術研究院医歯薬学域（薬学系） 教授
Tel：086-251-7945
E-mail：sudookayama-u.ac.jp
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＜ＪＳＴ事業に関すること＞
沖代 美保（オキシロ ミホ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3524 Fax：03-3222-2064
E-mail：prestojst.go.jp
原田 千夏子（ハラダ チカコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 先進融合研究グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-6380-9130 Fax：03-3222-2066
E-mail：act-xjst.go.jp
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＜報道担当＞
海洋研究開発機構 海洋科学技術戦略部 報道室
Tel：045-778-5690
E-mail：pressjamstec.go.jp
東京大学大気海洋研究所 広報戦略室
E-mail：kouhouaori.u-tokyo.ac.jp
理化学研究所 広報室 報道担当
Tel：050-3495-0247
E-mail：ex-pressml.riken.jp
岡山大学 総務・企画部広報課
Tel：086-251-7292
E-mail：www-admadm.okayama-u.ac.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp
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