2026-08-20 マックス・プランク研究所
マックス・プランク協会の研究者らは、緑藻の光合成を高効率化する「ピレノイド」という細胞内構造について、その最小限の仕組みを再構築して明らかにした。ピレノイドは、光合成で二酸化炭素（CO₂）を固定する酵素Rubiscoを高濃度の液滴状構造に集め、周囲のCO₂濃度を高めることで、Rubiscoの働きを促進し、光呼吸を抑えている。研究では、Rubiscoそのものを改変するのではなく、リンカータンパク質EPYC1による「相分離」によってCO₂を濃縮することを示した。さらに、祖先型EPYC1を再構築した実験から、この液滴形成能力が進化的に古く、保存された性質であることも判明した。こうした単純なCO₂濃縮機構を人工的に植物へ導入できれば、将来的に光合成効率の高い作物の開発や食料安全保障、気候変動対策につながる可能性がある。
Fusing the photosynthetic enzyme Rubisco (top) with the the protein EPYC1 (bottom) leads to the formation of minimal, synthetic pyrenoid mimics (right) that enhance Rubisco activity. © Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences/Küffner
＜関連情報＞
- https://www.mpg.de/26889611/the-liquid-core-of-photosynthesis
- https://www.nature.com/articles/s41477-026-02348-y
合成最小ピレノイドを用いたCO2濃縮機構のメカニズム解明
Mechanistic insights into CO2-concentrating mechanisms using a synthetic minimal pyrenoid
Nature Plants Published:14 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41477-026-02348-y
Despite substantial research into the architecture and biology of the pyrenoid, the fundamental biochemistry of these organelles remains unclear. In particular, the mechanism of carboxylation enhancement by the pyrenoid matrix is not known. We studied this mechanism at a protein-level resolution using a minimal synthetic pyrenoid.
