藻類の光合成ターボエンジンを制御する「ブレーキ」を発見

～高CO₂環境での「空吹かし」を防ぎ、バイオ燃料等の省エネ化へ道～

この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日 2026年02月13日

概要

山野隆志 生命科学研究科准教授、嶋村大亮 理化学研究所特別研究員（元・生命科学研究科研究員）、安田詢子 生命科学研究科修士課程学生（研究当時）、山原洋佑 同修士課程学生（研究当時）、中野博文 同修士課程学生（研究当時）、福澤秀哉 京都女子大学教授（元・生命科学研究科 教授）らの研究グループは、光合成におけるCO₂濃縮メカニズム（光合成のターボエンジン：水中の乏しいCO₂を葉緑体内に濃縮し、光合成をフル回転させる仕組み）を、不要な時に抑制する「ブレーキ役」のタンパク質「CBP1」を発見しました。
　これまで、CO₂が少ない環境でターボエンジンを始動させる「アクセル」の仕組みは知られていましたが、工場排ガスのような高CO₂環境（ターボが不要な環境）で、いかにしてエンジンをスローダウンさせエネルギーを節約しているかは謎に包まれていました。本研究により、藻類が環境に応じてアクセルとブレーキを使い分ける精巧な省エネ生存戦略が明らかになりました。この成果は、高濃度CO₂を利用した藻類バイオ燃料生産やカーボンリサイクル技術において、エネルギー効率を最大化する藻類の育種に応用できると期待されます。
　本研究成果は、2026年2月4日に、国際学術誌「PNAS（米国科学アカデミー紀要）」にオンライン掲載されました。

画像

研究者のコメント
「CBP1との出会いは、今から18年以上前、2007年の夏に遡ります。当時大学院生だった山原君が見つけ出したこのタンパク質は、当初全く機能が分からず、解析のための変異株も作れないまま、研究の中断を余儀なくされることもありました。風向きが変わったのは、近年の『ゲノム編集技術』の登場です。これにより変異株の作成が容易になり、さらに当時大学院生の安田さんが『高CO₂条件でこそ異常が出る』という、私たちの予想とは全く逆の現象を発見してくれました。この意外な発見がブレイクスルーとなり、長く停滞していた謎が一気に解明されました。多くの学生たちの粘り強い努力と、技術の進歩が結びつき、足掛け19年を経てようやく実を結んだ、私たちにとって非常に思い入れの深い研究成果です。」

詳しい研究内容について

藻類の光合成ターボエンジンを制御する「ブレーキ」を発見～高CO2環境での「空吹かし」を防ぎ、バイオ燃料等の省エネ化へ道～

研究者情報

研究者名 山野 隆志
京都大学 教育研究活動データベース

関連部局

生命科学研究科