小林康一　研究内容/和田・小林研究室

植物細胞において光合成を行っている工場は葉緑体ですが、その葉緑体の内部は幾重にも重なったチラコイド膜が敷き詰められています。チラコイド膜は脂質二重層で構成されており、そこにクロロフィルなどの色素を結合した光合成タンパク質が埋め込まれています。通常、細胞膜やミトコンドリアの膜などはリン脂質を主体として構成されていますが、チラコイド膜は変わっていて、ガラクト脂質などの糖脂質によってその脂質二重層のほとんどが作られています。
　この葉緑体に特徴的なガラクト脂質の合成制御や役割について研究を行った結果、葉緑体発達における役割のほかに、植物が独自に発展させてきた機能もあることが明らかになりました。特に、植物がリン欠乏に陥った時に大切な役割を持っていることが分かり、植物の環境応答の側面からも注目を集めています。
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クロロフィルの合成経路に異常を持つ変異体テトラピロール分子は光エネルギーの受け渡しを行うクロロフィルや酸化還元・電子伝達を担うヘムなど、すべての生物にとって必要不可欠な分子です。特にクロロフィルは、植物が光からエネルギーを取り出すのに無くてはならない分子ですが、時にそれはもろ刃の剣となって植物自身を傷つけることもあります。そこで植物はさまざまな仕組みを用いてこの”やっかいな優れもの” をコントロールするのですが、代謝（合成・分解）における制御もその一つです。
　そこで、どのようにして植物が環境の変化に応じてテトラピロール分子の代謝を制御しているのか、ということに着目して研究を行っています。

遺伝子改変によって光合成が活性化したシロイヌナズナの根スーパーに大根やネギが並んでいる。大根の白いところはどうして緑にならないのだろう？根だから？では、ネギの白いところは？」
　植物組織の発達と色素体分化の関係を支える根源的な仕組みを解明できれば、スーパーで感じた素朴な疑問にも答えられるはず。植物は、いったいどのような仕組みによって、光合成組織と非光合成組織で葉緑体の発達を調節しているのか、それを明らかにするために研究を行っています。
　研究の詳細については、メインページの研究紹介とともに、以下のリンクをご参照ください。

• 東京大学プレスリリース「白い根を緑に　―根で葉緑体の分化を調整する仕組みを解明―」

• Nature Japan　特集記事「シロイヌナズナの根が緑色にならない理由を分子レベルで解明！」