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～ [f6gKKI★]

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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「ＴｈｅＩＳＭＥＪｏｕｒｎａｌ」に２０２４年１１月１日付（日本時間）で掲載されます。

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～ [f6gKKI★] (2)