植物生理学II 第１１回講義
植物生理学研究紹介
第１１回の講義では、植物生理学研究室で現在行われている研究内容について紹介しました。今回の講義に寄せられたレポートとそれに対するコメントを以下に示します。
Ｑ：野生個体において、光合成をする際に他個体の妨害のもとどのようにして光をより多く浴びようか、ということが重要だと思うが、光を多く浴びすぎてもダメだということを知った。というのも、光合成の際に電子伝達系の系Ⅰが酸素を還元する際に副産物として出てくる活性酸素が悪影響を及ぼすからであるらしい。そもそも光合成で、光のアンテナの役割をするのはクロロフィルだが、実質的にはその中のたんぱく質LHCⅡである。植物はLHCⅡの量を増減させることで浴びた光のうち、吸収する量を決定しているのである。では、どのようなメカニズムでLHCⅡが光を吸収するのか。推測するに、光そのものを吸収、蓄積することは不可能である。また、LHCⅡが過度の光によって破壊されてしまうことから、熱エネルギーが発生していることが考えうる。つまり、光のエネルギーによって何らかの因子が活性化、運動、熱を帯びている状態になるということではないか。LHCⅡは、光によってタンパク質中の電子を活性化させる物質的構造を持っているのではないかと思う。
Ａ：「その中のたんぱく質LHCⅡである」というのはちょっと誤解を招きますね。LHCIIというのが全体で、そのタンパク質部分にたくさんのクロロフィルがくっついている、と考えてください。光を蓄積することができないというのは、その通りです。「電子を活性化する」というのはちょっと変ですが、まあ、当たらずといえども遠からずという感じです。基本的に光は酸化還元の化学的エネルギーとして蓄積されることになります。
Ｑ：pmgAが機能しないと短期的な光応答が欠損するが、短期的な光合成速度と生育速度は上昇する。しかし、これは長期的な生育阻害をひき起こす。このことについて、授業では「火事場の馬鹿力」の弊害が例に出されたが、これは例えば普段は使わない筋肉を酷使するなどしてのことだろうと思われる。では植物においてはなぜ、短期的な光応答の欠損、短期的な光合成速度・生育速度の上昇が長期的な生育阻害につながるのか。まず考えたのは、長期的な生育阻害の原因は短期的な光合成速度・生育速度の上昇ではなく、短期的な光応答の欠損が直接に関与しているのではないかということである。しかし、光応答の欠損が生育に阻害をもたらすのであれば、短期的な生育速度も低下するはずである。よって、なぜ短期的な光合成速度・生育速度の上昇が長期的な生育阻害をもたらすかを考える。その原因の一つとして考えられるのは、酵素、葉緑体などの不足ではないだろうか。すなわち、短期的な生育速度の上昇により急激に大きくなった植物個体に対し、その個体のもつ酵素量が相対的に少なくなるのからではないかと考えられる。
Ａ：面白い考え方ですね。無理に急に大きくなると弊害が出る、ということだと思います。ただ、急に大きくなる場合に、バランスが取れなくなる理由は何か、という点はどうでしょう？考えれば、何か説明はできそうな気がします。
Ｑ：今回の講義を聞いて、研究とは何が何でも一番最初に決めた目標を達成するというものではないことが分かりました。最初に決定した目標を目指すうえで課題として出てくるものにこそ面白い発見が含まれているんだなと感じました。また研究は今までやってきた実習のように決まったレールの上を進むのではなく自ら新たな方法や物事を考え進めていくものであり、これこそが醍醐味なのだろうと思います。これからの卒業研究で新しいことを発見する・知る楽しさを感じることができるように一生懸命やっていきたいと考えています。今回の講義は研究室選択を考える上で非常にためになるものでした。「どのように研究内容を決定するのか？」「どのように進めていくのか？」などの疑問が解消されました。さらに研究室見学をさせていただき、生活面での疑問も解消されました。本当にありがとうございました。
Ａ：お役にたてて幸いです。研究と実習の違いというのは、実は非常に大きいということがわかってもらえただけでも話した甲斐があります。