紅色進化系統藻類の光捕集複合体I：構造多様化の進化メカニズム

熊沢, 穣; 伊福, 健太郎

doi:https://doi.org/10.14943/lowtemsci.83.37

紅色進化系統藻類の光捕集複合体I：構造多様化の進化メカニズム

熊沢, 穣; 伊福, 健太郎

低温科学, 2025, 83, 37-47

Permalink : https://doi.org/10.14943/lowtemsci.83.37

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論文情報

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DOI	https://doi.org/10.14943/lowtemsci.83.37
URI	https://hdl.handle.net/2115/94821
タイトル	紅色進化系統藻類の光捕集複合体I：構造多様化の進化メカニズム
タイトル	Light-Harvesting Complex I in Red-Lineage Algae : Evolutionary Mechanisms of Structural Diversification
著者	著者名熊沢, 穣 Kumazawa, Minoru
著者	e-Rad_Researcher 50359783 著者名伊福, 健太郎 Ifuku, Kentaro
言語	日本語
キーワード	紅色進化系統藻類
	光捕集タンパク質LHC
	複合体進化
	細胞内共生
	co-option
	Red-lineage algae
	Light-harvesting complex (LHC)
	Molecular complex evolution
	endosymbiosis
	co-option
発行日	2025-03-29
出版者	低温科学第83巻編集委員会および光合成ユビキティ共同編集
収録物名	低温科学
収録物名	Low Temperature Science
巻(号)	83
ページ	37-47
抄録	水圏の光合成の約半分を担う紅色進化系統藻類は，紅藻からクリプト藻，不等毛藻，ハプト藻へと細胞内共生を通じて色素体が伝播する過程で，光捕集システムが多様な進化を遂げた．とりわけ光化学系I (PSI) に結合する光捕集複合体 (LHCI) は，各系統で特徴的な構造を持つ．我々は，クライオ電子顕微鏡の構造解析データと分子系統解析により，同一，もしくは遺伝子重複と分化によって生じたLHC分子が複合体の新しい位置に結合する「Neolocalization」という現象を見出した．この現象は，極限環境への適応や細胞内共生を経験した藻類において顕著であり，多様な光環境への適応において重要であると考えられる．
抄録	Red-lineage algae, which account for about half of the oceanic photosynthesis, have undergone diverse evolutionary trajectories in their light-harvesting systems as plastids have spread from red algae through endosymbiotic events to cryptophytes, heterokonts, and haptophytes. In particular, the light-harvesting complex I (LHCI) associated with photosystem I (PSI) shows distinctive structural characteristics in each lineage. We combined the structural data from cryo-electron microscopy analyses with molecular phylogenetic analyses and revealed that neolocalization—a phenomenon in which identical or duplicated and differentiated LHC molecules bind to new positions within the complex—serves as a crucial evolutionary mechanism driving this diversification. This phenomenon is particularly pronounced in algae that have adapted to extreme environments or have undergone endosymbiotic events, suggesting its role as a key evolutionary mechanism for adaptation to diverse light environments.
資源タイプ	紀要論文
出版タイプ	Version of Record
PISSN	1880-7593