東京工業大学

増田研究室

この研究室で研究していること

植物、藻類、光合成細菌を材料に以下の研究を進めています。それぞれのメンバーは、独自のテーマを持ち、極めてアクティブに独創性の高い研究を進めています。ゲノム編集を駆使した組換え体の作出、パルス変調クロロフィル蛍光測定による光合成活性評価、フーリエ変換赤外分光法、LC-MS/MSなどの最新の方法論を用いて、基本的に明らかにしたいことに対しては手段を限定しない研究スタイルをとっています。したがって共同研究も積極的に行なっています(現在の共同研究先:東北大、山形大、千葉大、東大、神大、首都大、京大、関西学院、広島大、九大、佐賀大、理研、米インディアナ大、英インペリアルカレッジ、独ギーセン大、独マックスプランクなど)。

光合成効率の調節機構

 野外の光強度は、雲の切れ間や林の木漏れ日などに見られるように常に変動しています。この変動光下でも光合成の効率は適切に調節されます。その仕組みを調べています。とりわけ、植物が強光時に、光合成に利用しきれない余分な光エネルギーを熱として消去する仕組みに焦点を当てています。チラコイド膜内外に形成される水素イオン濃度勾配を調節する、新規の膜タンパク質複合体が明らかになりつつあります。最近の成果はこちら

植物の栄養欠乏応答と葉緑体代謝の調節機構

 地球上のあらゆる場所に植物は生育していますが、それらの大きさや形は、種によって異なり、また置かれた環境によって変化します。それはなぜなのかを、葉緑体の代謝制御の観点から明らかにする研究を進めています。葉緑体は、シアノバクテリアが細胞内共生してできたオルガネラと考えられています。私たちは、細胞内共生時に細菌から導入されたと考えられる緊縮応答と呼ばれる葉緑体の代謝調節について研究しています。このシステムは、植物の成長を包括的にコントロールしていることがわかってきました。最近の成果はこちら

光受容体による光シグナル変換の分子機構

 光の強さや色の違いといった物理的なシグナルを生物はどのように感じているのかを明らかする研究です。光受容体とは、特定の波長の光を吸収する(感じる)色素分子を内包したタンパク質の総称です。人の視細胞に存在するロドプンをはじめ、現在7種類が知られています。私たちは、BLUFと名付けられた青色光受容体を発見し、その機能解析と応用展開を進めています。最近の成果はこちら

光シグナル伝達

 細胞内でシグナルが伝達される、とよくいいますが、その実体はなんなのでしょうか?その仕組みを明らかにしたいと考えています。シアノバクテリアと呼ばれる光合成細菌は、光の方向に向かって移動する性質を持ちますが、その運動はいくつかの光受容体によって調節されています。この運動の制御機構を調べることにより、ベクトル性をもった細胞内シグナル伝達の基本原理を明らかにする研究を進めています。最近の成果はこちら

光合成の進化

 光合成は、硫化水素等を電子源とした「非酸素発生型光合成」から、水を電子源とした「酸素発生型光合成」へと進化したと考えられています。「酸素発生型光合成」の誕生は、地球環境に大きなインパクトを与えました。しかし、その成立過程はよくわかっていません。我々は「非酸素発生型光合成」を行う細菌を材料に、「酸素発生型光合成」の進化過程を実験的に再現する研究を進めています。またこの細菌を材料に、細胞が硫化水素を感知する仕組みを調べています。研究の一部は、地球生命研究所にて塚谷博士と共同で行っています。最近の成果はこちら