冈山大学
理化学研究所
东北大学
神户大学
东京都立大学

◆发表要点

• 通过使用低温电子显微镜进行单粒子结构分析，测定了由进行氧发生型光合作用的蓝细菌Anabaena sp. PCC 7120（以下简称Anabaena）的光化学系I（PSI）和聚光性色素蛋白IsiA构成的PSI-IsiA超复合体的立体结构。
• Anabaena PSI-IsiA是由PSI单体上6个IsiA结合，复合体的构成成分与此前报道的其他来自蓝细菌的PSI-IsiA结构有很大不同。
• Anabaena PSI-IsiA结构的特征暗示了蓝细菌IsiA的多样性，有望成为解开光合生物是如何获得光捕集机构并使其进化这一谜团的关键。

　冈山大学异领域基础科学研究所的长尾辽特任讲师（现静冈大学农学部副教授）、加藤公儿特任副教授（现JASRI研究员）、沈建仁教授和理化学研究所放射光科学研究中心的米仓功治小组负责人（兼任东北大学多元物质科学研究所教授）、滨口佑研究员（现东北大学多元物质科学研究所副教授）、川上惠典研究员的研究小组，与神户大学的秋本诚志副教授、东京都立大学的得平茂树教授、理化学研究所的堂前直单元负责人共同研究，使用低温电子显微镜，成功地对蓝细菌的Anabaena PSI-IsiA超复合体进行了立体结构分析。发现与其他蓝细菌的 PSI-IsiA超复合物相比，IsiA亚单位的表达和定位有很大不同。期待在蓝细菌中IsiA的分子特性，在考察光合成生物的光捕集机制的进化上成为重要的指标。本研究成果于日本时间2月17日刊登在英国科学杂志《Nature Communications》上。

◆研究者表示

Anabaena 有4个IsiA基因。迄今为止报道的具有PSI-IsiA结构的蓝细菌只有一个IsiA基因。为什么蓝细菌种类间IsiA基因的数量不同呢？本研究是首次对由具有多种IsiA基因的蓝细菌制备的PSI-IsiA进行结构分析的报告。今后，想以Anabaena 为模型，深入聚光性色素蛋白质的分子进化。

长尾特任讲师

■论文信息
论文名：“Structure of a monomeric photosystem I core associated with iron-stress-induced-A proteins from Anabaena sp. PCC 7120”
「来自Anabaena 的PSI単量体-IsiA超复合体的立体结构」
刊登：Nature Communications
作者：Ryo Nagao^1,8, Koji Kato^1,9, Tasuku Hamaguchi^2,10, Yoshifumi Ueno^3,11, Naoki Tsuboshita¹, Shota Shimizu¹, Miyu Furutani³, Shigeki Ehira⁴, Yoshiki Nakajima¹, Keisuke Kawakami², Takehiro Suzuki⁵, Naoshi Dohmae⁵, Seiji Akimoto³, Koji Yonekura^2,6,7, and Jian-Ren Shen¹
URL/DOI：10.1038/s41467-023-36504-1
https://www.nature.com/articles/s41467-023-36504-1
¹冈山大学・异领域基础科学研究所
²理化学研究所・放射光科学研究中心
³神戸大学研究生院・理学研究科
⁴东京都立大学研究生院・理学研究科 生命科学专业
⁵理化学研究所・环境资源科学研究中心
⁶东北大学・多元物质科学研究所
⁷理化学研究所・理研-JEOL合作中心
⁸现所属：静冈大学・农学部
⁹现所属：JASRI
¹⁰现所属：东北大学・多元物质科学研究所
¹¹现所属：东京理科大学・教养教育研究院

■研究资金
本研究获得包括日本学术振兴会“基础研究”（课题编号：JP20K06528、JP20H02914）、日本学术振兴会“萌芽研究”（课题编号：JP21K19085）、日本学术振兴会“新学术领域研究（研究领域提案型）”（课题编号：JP17H06433）、日本学术振兴会“特别推进研究”（课题编号：JP22H04916）、武田科学振兴财团、日本医疗研究开发机构（AMED）医疗研究开发革新基础创成事业（CiCLE）、JST未来社会创造事业（课题编号：JPMJMI20G5）的支援而实施。

＜详细研究内容＞
蓝细菌的光化学系I单体IsiA超复合体的立体结构阐明～解开聚光性色素蛋白质的进化的契机～

＜咨询窗口＞
静冈大学　农学部
副教授　长尾　辽　
（TEL）054-238-4251
（Twitter）https://twitter.com/NagryPhotosyn
（YouTube）https://www.youtube.com/@nagry
（Web site）https://nagaolab.wixsite.com/website

理化学研究所　放射光科学研究中心
小组负责人　米仓　功治　
（理化学研究所科技中心产连本部ー指挥部研究推进项目 理研-JEOL合作中心新一代电子显微镜开发协作单元组长，东北大学多元物质科学研究所教授）
（TEL）0791-58-2837

冈山大学　异领域基础科学研究所
教授　沈　建仁