静岡大学農学部の長尾遼准教授は、岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎化学研究所）の中島芳樹助教と沈建仁教授らと共に、好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus vulcanus由来の光化学系II（PSII）に対して、3種類の表在性タンパク質PsbO、PsbV、PsbUをいったん取り外し、再び結合させたPSIIの分子構造をX線結晶構造解析により決定しました。　解析の結果、再結合させたPsbO、PsbV、PsbUはいずれもPSII本体の正しい位置に結合していることが分かりました。一方で、酸素発生反応に関わる金属クラスター周辺の全体構造は大きく保たれていたも...

生体組織や細胞、分子の状態を非侵襲・非破壊で調べることができる電磁波としてテラヘルツ波が注目されてきましたが、医療・生命科学への実利用は大きく進んでいませんでした。本研究では、テラヘルツ波を生体計測に応用する研究分野である「テラヘルツバイオフォトニクス」の発展を妨げてきた本質的課題を整理し、その克服に向けた技術の進展を体系的にまとめました。加えて、新しい顕微鏡技術や高感度センサー技術などの研究動向を整理し、医療・バイオ計測分野への応用に向けた現実的な技術ロードマップを示しました。本成果により、テラヘルツバイオフォトニクスを次世代の医療・生体計測を支える候補技術として社会...

モデル生物であるゼニゴケから、光化学系I（PSI）–クロロフィルa/b結合タンパク質（LHCI）超複合体の単量体と二量体を単離しました。岡山大学異分野基礎科学研究所・国際構造生物学研究センターの高性能300 kVクライオ電子顕微鏡 Thermo Fisher Scientific Titan Krios G4（クライオ電子顕微鏡）を用い、PSI–LHCI単量体と二量体の構造を、それぞれ1.94Åと2.52Åという高分解能で解明しました。PSI-LHCI単量体は非常に高い分解能で解析されたため、複合体内部の水分子の配置や励起エネルギーの移動系路を詳細に明らかにすることができました...

ユーグレナ由来の光化学系I–集光性色素タンパク質複合体（PSI-LHCI）の立体構造を2.82Åの分解能で決定しました。PSIは通常10種類以上のサブユニットで構成されますが、本研究対象ではわずか8サブユニットで構成される「縮約型」PSIが観察されました。LHCIは計13個が不規則に配置されており、典型的な緑藻・植物型の「LHCIベルト」を欠き、代わりにジアジノキサンチンという紅色系統特有のカロテノイドを結合していました。系統解析の結果、PSIコアサブユニットの一部（PsaD）がシアノバクテリア由来であることが判明し、ユーグレナPSI-LHCI が「モザイク的進化」によ...

三次元LSIなどの最先端半導体開発に貢献する、新しい分析手法を開発。半導体PN接合の光励起による電子の動きとテラヘルツ波放射の関係を説明する単純化モデルを提案。シリコン（Si）ウェハ内部に浅く形成されたPN接合の深さを、簡単に非破壊・非接触で、ナノメートル精度で、推定できることを実証。　岡山大学、ライス大学、サムスン電子、日本サムスンによる国際研究グループは、シリコンウェハに埋め込まれたPN接合にフェムト秒レーザーを照射して生成されるテラヘルツ波を観察することで、非破壊かつ非接触で、簡単にウェハ内のPN接合の深さを推定する分析技術を、6月20日午後3時（日本時間...

原始紅藻Galdieria sulphuraria由来光化学系I集光性色素タンパク質超複合体（PSI-LHCI）の立体構造を2.19Åの分解能で解明しました。PSIの電子伝達鎖において、通常のフィロキノンが検出されず、ベンゾキノン様分子への適応が新たに見出されました。紅藻PSI-LHCIのLHCI結合部位や相互作用の進化的特徴を明らかにし、祖先型紅藻のPSI-LHCI構造を推定しました。【研究概要】　静岡大学農学部の長尾遼准教授は、岡山大学の加藤公児准教授（特任）、沈建仁教授、京都大学の熊沢穣博士課程生、伊福健太郎教授、理化学研究所の堂前直ユニット...

海洋の環境維持において重要な役割を果たしているハプト藻から、光化学系II（PSII）-フコキサンチン・クロロフィルc結合タンパク質（FCPII）を単離しました。岡山大学異分野基礎科学研究所国際構造生物学研究センターのクライオ電子顕微鏡Titan Krios G4を用いて、PSII-FCPIIの構造を2.2Å分解能で解明しました。高い分解能のため、珪藻や紅藻で発見されていたPsb36というサブユニットの配列を初めて決定できました。これまで報告されている光化学系II-アンテナ超複合体とは異なり、PSII二量体の外側にそれぞれ6個ずつFCPIIが結合していました。6個...