◆发表要点
- 从模型生物钱苔中分离出光化学I（PSI）—叶绿素a/b结合蛋白（LHCI）超复合物的单体和二聚体。
- 冈山大学异领域基础科学研究所、国际构造生物学研究中心的高性能300kV低温电子显微镜Thermo Fisher Scientific Titan Krios G4（低温电子显微镜），以1.94Å和2.52Å的高分辨率分别阐明了PSI - LHCI单体和二聚体的结构。
- PSI-LHCI单体以非常高的分辨率被解析，因此能够详细地揭示复合物内部水分子的配置和激励能量的移动系统。
- 在世界上首次确定了来自陆地植物的PSI-LHCI二聚体结构。与此前报道的来自绿藻的PSI-LHCI超复合物二聚体不同，它不是触角，而是以PSI核心之间直接结合的新方式形成。
光化学系I是利用光能产生NADPH光合作用的重要复合物。钱苔（Marchantia polymorpha）是一种原始的陆地植物，作为解释光合作用和植物进化不可或缺的模式生物而闻名。到目前为止，仅已知陆地植物的光化学系统I单体存在的结构，其他形态不太清楚。此次，冈山大学学术研究院先进研究领域（异领域基础科学研究所）的蔡弼丞助教（特任）、Romain La Rocca助教（特任）(研究当时。法国Institute of Bioscience and Biotechnology of Aix-marseille（BIAM）所属)、沈建仁教授、秋田总理副教授、学术研究院环境生命自然科学领域的本濑宏康副教授的团队，在冈山大学异领域基础科学研究所国际构造生物学研究中心的低温电子显微镜，研究人员分别以1.94Å和2.52Å的高分辨率解析了来自光化学的I（PSI）—叶绿素a/b结合蛋白（LHCI）超复合物的单体和二聚体结构。单体的分辨率非常高，因此成功地探明了水分子的配置。从二聚体的结构来看，被称为PsaB/PsaG/PsaH/PsaM的亚单元在二聚体形成中起着重要作用。此外，主要的激励能量转移路径也被确定，单体和二聚体之间没有太大差异，这表明二聚体可能有助于致密化。这些成果不仅揭示了钱苔中PSI - LHCI超复合体的结构，还为理解PSI如何在进化过程中发生变化提供了线索。该成果于2026年2月5日18:00发表在英国学术杂志「Communications Biology」在线版上。
◆研究者表明
| 来冈山大学之前，从事癌症和微生物的研究，现在从事光合酶的研究。利用陆地植物的模型生物钱苔，对光化学I超复合体进行了结构解析。对于光化学I的进化，我很高兴能够贡献微薄之力。 |  蔡弼丞助教（特任） |
■论文信息
论文名：Structural study of monomeric and dimeric photosystem I-LHCI supercomplexes from a bryophyte
刊登：Communications Biology
作者：Pi-Cheng Tsai, Romain La Rocca, Hiroyasu Motose, Jian-Ren Shen, Fusamichi Akita
D O I：10.1038/s42003-026-09631-w
U R L：https://www.nature.com/articles/s42003-026-09631-w
■研究资金
本研究包括日本学术振兴会特别推进研究（JP22H04916）、基础研究(B) （JP24K02025）、基础研究(C) （JP25K08923）和地域核心、特色研究大学强化促进事业（J-PEAKS） (JPJS00420230010)的支持下进行。数据收集得到了冈山大学核心研究所（CEPOU RIIS-n01）的支援，通过国际结构生物学研究中心的低温电子显微镜收集。此外，本论文还获得了“冈山大学对具有高度影响力的国际学术杂志的APC支援”。
＜详细研究内容＞
发现连接从藻类向高等植物进化的关键~阐明来自钱苔的光化学系统I-超复合物的结构~
＜咨询窗口＞
冈山大学学术研究院先进研究领域（异领域基础科学研究所）
教授 沈 建仁
（TEL）086-251-8502
（FAX）086-251-8502
冈山大学学术研究院先进研究领域（异领域基础科学研究所）
副教授 秋田 总理
（TEL） 086-251-8630
冈山大学学术研究院环境生命自然科学学域
副教授 本濑 宏康
（TEL）086-251-7857