No.1 Dec. 2023

⽬次
p2 （１）ご挨拶
領域代表

栗栖源嗣

p3 （２）第 1 回領域会議に参加してA03 基礎⽣物学研究所 環境光⽣物学研究部⾨⼩杉真貴⼦

p6 （３）Taiwan-Japan Joint Seminar on Photosynthesis Research 2023 参加報告
A02 岡⼭⼤学資源植物科学研究所 ⼩川 由
P8 （４）光合成ユビキティ 2023 年活動記録
p11 （５）シリーズ 私が学⽣だった頃
A05 豊橋技術科学⼤学 ⼤学院⼯学院研究科 広瀬 侑
p14 （６）連載 光合成研究事始（⼀）
A04 早稲⽥⼤学 教育・総合科学学術院

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園池 公毅

ご挨拶
早いもので我々の学術変⾰領域 A が⽴ち上がってから９ヶ⽉が過ぎようとしています。皆川さんが領域代表を務められ⼤成功した新学術領域「新光合成」の後継領域として，実のところ何度かトライした結果，難産の末に⽣まれた領域研究です。
その間に，科研費システム全体の改⾰も実施された上にコロナ禍も重なって，申請書の作成やヒアリングに⾄るまでオンラインで Zoom や Slack を通じて準備する必要がありました。SNS すら使いこなせない私が新しいコミュニケーションツールを⾃在に使いこなせる訳もなく，申請書や説明動画の準備をしながら⾃分⾃⾝はシニア研究者の仲間⼊りをしていることを強く⾃覚した時期でもありました。
本領域は，既存の植物⽣理学・植物⽣化学，構造⽣物学に加えて，情報科学・データ科学の視点を積極的に取り⼊れた学際融合研究を遂⾏することを謳っています。
融合研究を進める上で⽋くことのできない専⾨性の⾼い助⾔を頂戴するため，植物科学，⽣物物理学，データ科学の専⾨家として，⻑⾕俊治先⽣，⾼橋裕⼀郎先⽣，難波啓⼀先⽣，⻄村いくこ先⽣，東⼭哲也先⽣，中村春⽊先⽣の 6 名の先⽣に，領域アドバイザーと評価委員をお願いしています。
すでに 7 ⽉に開催されたキックオフ会議で，適切なアドバイスと温かい励ましの⾔葉を頂戴したのは記憶に新しいところです。私の専⾨である構造⽣物学に関連した話では，2020 年より前には全く考えられなかった AlphaFold の利⽤が急速に広まっています。このような新しい⼿法を⾃在に活⽤できる若い研究者を積極的に巻き込んで多くの共同研究が実施されて，常識を覆すようなインパクトのある研究が実施されることを期待しています。
また，研究報告の⼿法についても⼤きな変化があります。私のような SNS に馴染めない研究者はキャッチアップすら難しいのですが，bioRxiv に preprint が投稿されると，Ｘ（旧 Twitter）でまず話題になり，論⽂発表前に世界中の研究者が研究成果を共有しているのが当たり前の時代になってきました。
植物や藻類が上⼿に光環境に適応して地球を制覇したのと同じように，（中⾝の違う例えですが）研
究者も研究環境の変化に対応して効果のある情報発信が求められています。我々の領域研究では，情報発信の⼼強い助っ⼈としてコミュニケーションチームユニット OQ の皆さんに加わっていただいています。
世界中のあちこちで戦争が起こる世界秩序変⾰の時代です。しかし，光合成研究の分野では紛争とは縁のない「学術の変⾰」を⽬指し，皆さん⼀丸となって領域研究に取り組んでいきましょう。5 年間よろしくお願いします。
領域代表 栗栖源嗣2

第 1 回領域会議に参加してA03 基礎⽣物学研究所
環境光⽣物学研究部⾨⼩杉真貴⼦
記念すべき第 1 回領域会議に参加した感想⽂を寄稿するという⼤役を頂いたのですが、ひとまず簡単に⾃⼰紹介からさせて頂こうと思います。

●極地に⽣息する緑藻を調べています
私は学⽣時代、地⾐類の共⽣藻が持つ光合成系の乾燥耐性機構について研究していましたが、博⼠研究員として国⽴極地研究所に雇われたことをきっかけに南極や北極の光合成⽣物全般を扱うようになりました。
現在はナンキョクカワノリという、その名の通り南極に⽣育する緑藻を中⼼に研究しています。
昨今の解析技術の発展により、これまで研究材料として扱いが難しかった⾮モデル⽣物でも最先端の研究ができる可能性が広がりました。
特にクライオ電⼦顕微鏡の技術は希少な⽣物試料での構造⽣物学を⼤きく進展させると思われます。
地球のあらゆる環境への適応を可能にした光合成メカニズムの総合的理解を⽬指す「光合成ユビキティ」においては、極域の厳しい環境下での⽣育を可能にする光合成メカニズムについて明らかにすると共に、新たな研究試料を提供することで貢献したいと考えています。

参加者全員ピリッと記念写真撮影

記念写真撮影前・和気藹々とした雰囲気

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●ピリッとしてるけどアットホームな領域会議です
話を戻しますと、領域会議は猛暑になりつつあった 2023 年７⽉中旬に⼤阪⼤学蛋⽩質研究所で⾏われました。
会場は決起会としてのピリッとした空気がありつつも終始アットホームな雰囲気で進んでいきました。
代表者である栗栖先⽣の挨拶の後、各研究班の研究内容紹介が１時間ずつ⾏われました。詳細はここには書けませんが、「光合成ユビキティ」が光合成⽣物の適応戦略における様々な分⼦メカニズムについて時空間的な複合理解を⽬指し、更には進化学的な時間休憩時間もあちこちでディスカッション軸まで扱うという壮⼤なプロジェクトであることが理解できました。

●リアル開催で、学⽣も共同研究のイメージが具体的になったようです
1 ⽇⽬の終わりには⽴⾷形式の懇親会も開催され、コロナ禍以前の研究会の雰囲気を久しぶりに味わうことができました。学部や修⼠の学⽣さんは対⾯式の学術会議に参加すること⾃体がほとんど初めてではなかったかと思います。
同じ研究室から参加していた学⽣⼆⼈も⾊々と刺激を受けたようで、⾃分たちの研究を共同研究によりどのように進めるか考えることができたそうです。

領域代表の栗栖先生です！

●多様な分野の研究者が参加していて新しい研究の可能性を感じました
様々な研究分野の⽅達が加わっており、学⽣の研究拠点内留学などコラボレーションを推進するためのプログラムが⽤意されていました。
領域会議終了後に設けられた共同研究相談会では、⾃⾝の研究においてぼんやりと考えていた研究トピックを相談させていただくことで具体化することができ、⼤変ありがたかったです。普段は簡単に共同研究に⾄らないであろう分野の研究者とも気軽に共同研究の話ができることが素晴らしいなと感じました。

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懇親会・さらに気軽にディスカッション

●広報の重要性も実感できました
領域会議では光合成ユビキティのロゴやホームページ、そこに掲載されている紹介動画の作成を担当されているプロの⽅々のお話も聞くことができて、広報の重要性を実感しました。９⽉に札幌で⾏われた植物学会年会の「光合成ユビキティ」共催シンポジウムにも広報のチーム O Q さんが記録を取るために駆けつけてくださり、⼼強いサポーターという感じがしました。
今後、計画班に加えて公募班の⽅々が加わり、ますます盛り上がっていくのだろうと思います。私⾃⾝も研究協⼒者として「光合成ユビキティ」の研究成果に貢献できるように頑張ります。

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Taiwan-Japan Joint Seminar on Photosynthesis Research2023
参加報告
A02 岡⼭⼤学
資源植物科学研究所
⼩川 由
会場︓国⽴台湾⼤学 Life Science Building 講義室
⽇時︓2023 年 10 ⽉ 16 ⽇（⽉）9:10〜14:30
⽇本植物⽣理学会と台湾植物学会の合同国際会議 Taiwan-Japan Plant Biology 2023 の⽇程に合わせ、2023 年 10 ⽉ 16 ⽇に Taiwan-Japan Joint Seminar on Photosynthesis
Research 2023 が開催されました。
通常の国際学会では若⼿研究者は数⼈がショートトーク、という形になることが多いですが、今回は講演者全員が若⼿で、両国から 5 ⼈ずつ、⼀⼈持ち時間 15 分で続けて 10 ⼈話すという新鮮なプログラムでした。講演者には修⼠の学⽣から助教の⽅まで含まれ、男⼥⽐は１︓１でした。院⽣期間がほぼコロナ禍と重なってしまった私にとっては、⾃分と同年代の海外の光合成研究者のトークを直接聞いて、交流するのは初めてでした。これまで参加した光合成の国際学会は重鎮の話を圧倒されながら聞くことがほとんどでしたが、今回は親近感の湧く雰囲気の中で、時々笑いもあるようなセミナーとなりました。それでいて発表内容は充実しており、普段の学会に劣らないものでした。Academic Sinica の Cheng さんは、温泉に棲むシアノバクテリアのゲノムについて、国⽴台湾⼤学の Nien さんは異なる光環境に適応したシアノバクテリアの遺伝⼦発現について、京都⼤学の⼤波さんはサンゴに共棲する緑藻の光適応について、北海道⼤学の⻲尾さんは集光アンテナの進化について、東京⼤学の神保さんは光化学系 II の修復と脂質の関係について、Academic Sinica の Wu さんは葉緑体トランスロコンの進化について、岡⼭⼤学の⼩川（私）はチラコイド膜の融合因⼦について、Philippines Los Banos ⼤学の Uy さんは C4 植物の変異体について、関⻄学院⼤学の嶋川さんは珪藻の電⼦伝達について、National Sun Yat-sen
⼤学の Fu さんは紅藻のクロロフィル蛍光および ECS 解析について、というように様々な興味深い内容の発表が繰り広げられました。
個⼈的に講演者の⼀⼈としてですが、私はもう D3 となってしまいましたが、上記のようにコロナ禍で院⽣⽣活を過ごしたため、今回が初めての海外学会現地参加、２回⽬の対⾯式⼝頭発表となりました。そのため⼤変緊張したのですが、発表が 10 分、質疑応答が５分と、⽐較的後者が⻑めだったので、⽇本・台湾どちらの⽅からも質問を多くいただき、⾃分の話を多くの⼈に聞いていただけた、興味を持っていただけたということが実感できて嬉しかったです。
セミナーの後は参加者の間で交流会がありましたが、皆さん発表内容に関して質問し合ったり、⼀⽅で6

周辺の飲⾷店に関する話をしたり、と⼤いに盛り上がりました。今回の交流が将来の何らかの縁に繋がったり、共同研究のきっかけになったりしたらいいな、と思います。
また、交流会の⾷事もですが、講演者や主催者への記念品、会場への案内、送迎サービスなど、台湾側のホスピタリティに驚かされました。交流会の後には、プログラムにありませんでしたが、最後まで残った⽇
本⼈参加者を連れてあちらの主催者の⽅々が⾃分たちの研究室や国⽴台湾⼤学の各施設、そして⼤学近くの市場を案内して下さいました。是⾮⾒習いたいお⼼遣いだと頭が下がりました。そして最後となりますが、本セミナーの⽇本側の主催者である東京⼯業⼤学の吉⽥啓亮先⽣と京都⼤学の今泉滉さんに、セミナーでの講演および本稿の執筆の機会をいただいたことに深く感謝申し上げます。

セミナーでの集合写真。この時作られた Light harvesting のポーズ(?)

セミナープログラム

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セミナー後の研究室案内光合成ユビキティ 2023 年活動記録
活動報告●7 ⽉ 19(⽔)­20 ⽇(⽊)

領域会議 於︓⼤阪⼤学蛋⽩質研究所

初の全員集合で最初は緊張してましたが、2 ⽇間の集中的な情報交換により、ぐっと距離が縮まりました。

●9 ⽉７⽇（⽊）共催シンポジウム＠第 87 回植物学会北海道⼤会「地球上のどこでも光合成を可能にする分子レベルのライフハック」

ユビキティメンバー含む５名の気鋭によるセッション●10 ⽉ 10 ⽇（⽕）-13 ⽇（⾦） オンラインポスター発表
日本科学振興協会年次大会 2023 「会いに行ける科学者フェス」

A０７班・白井班がオンラインポスター発表しました8●10 ⽉ 13 ⽇（⾦）- 16 ⽇（⽉）
共催セミナーThe Taiwan-Japan Plant Biology 2023 symposium●11 ⽉ 6 ⽇（⽉）- 8 ⽇（⽔） 協賛
U.S.-Japan Binational Photosynthesis Workshop 2023

●11 ⽉ 16 ⽇（⽊）共催シンポジウム＠第 61 回⽇本⽣物物理学会名古屋⼤会「光合成の多様な環境への適応原理」

ユビキティメンバー５名（栗栖、山本、斉藤、白井、広瀬）によるセッションを行いました。

9関連プレスリリース 2023 年
8 ⽉ 23 ⽇「サンゴ共⽣藻が栄養を放出する新経路を発⾒〜細胞壁が⽀える持続可能な強制炭素循環の仕組み〜」
A05 丸⼭真⼀朗 先⽣
eLife

9 ⽉１⽇

https://doi.org/10.7554/eLife.80628「強すぎる光から光合成装置を守る新たな仕組みを発⾒〜シロイヌナズナの変異体を⽤いた研究から〜」
A04

桶川友季 先⽣

A02 坂本亘 先⽣

Plant Physiology (2023・8・23 オンライン版公開)
https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiad466/7247417

11 ⽉ 21 ⽇「光合成における光損傷と修復のメカニズム解明〜傷ついたタンパク質を⾒つけて分解するしくみを明らかに〜」
A06 ⻫藤圭亮 先⽣
eLife

領域内留学

A02 坂本亘 先⽣

10.7554/eLife.88822

2023 年

11 ⽉ 27 ⽇ – 12 ⽉ 8 ⽇
⼤阪⼤学・栗栖研究室 博⼠後期課程・Philipp Moritz Braun さん→北⼤低温研

低温研・⾼林先⽣に緑藻類の培養法、Clear Native PAGE の⽅法などの技術を習いました。
北⼤の研究⽣徒とも積極的に交流︕（きっと、ジンギスカンも⾷べたに違いない）

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シリーズ 私が学⽣だった頃

A05 豊橋技術科学⼤学
⼤学院⼯学院研究科
広瀬 侑
私が⽣物学に興味を持ったきっかけを考えると、１０代の頃に通っていた静岡県⽴藤枝東⾼校の松下保男先⽣のことを思い出す。
松下先⽣は私のクラス担任かつ⽣物学の授業担当で、⾃⾝はホタルの研究を専⾨にされており、⽣物部の活動を取りまとめて論⽂を執筆するなど、精⼒的に活動されていた。⽣物学の授業でも、ホタルの明滅周期の地域特性や温度依存性について話してくださったことを覚えている。私を含め、⽣徒達は、松下先⽣の凄さをよく理解しておらず、「ホタル先⽣」などと呼んで、囃し⽴てていたものである。松下先⽣の研究内容はオンラインで読むことができる（http://rikuseihotaru.jp/geppou115.pdf）。研究職に着いた今、改めて読み直してみると、膨⼤なフィールドデータと明確な理論に緻密に裏打ちされた研究で、⾼校⽣のレベルを遥かに超えていると感じる。ある夏、松下先⽣は、海浜実習という授業の名⽬で、クラスの全員を御前崎の磯に⽣物採集に連れて⾏ってくれた。どのような⼿段を講じて、これを授業としたのか定かではないかが、このようなイベントを開催するのは⼤変で、⽣物の多様性を理解させたいという松下先⽣の熱意があったのは間違いがない。
ところが、私はそのような⾼尚な⽬的を微塵も理解せず、⼤ぶりで美味しいウニを沢⼭⾒つけるという⽬標に全⼒を注いでいた。
⾼校時代は⽂系科⽬を中⼼に興味を持てず、吹奏楽に熱中していたこともあり、成績は急降下、さて、進学先をどうしたものかと思っていた。北と南なら北に⾏きたいと思い、⽂系科⽬が不要で最も北にある有⼒な⼤学、ということで北海道⼤学を受験した。
北海道⼤学といえば、クラーク博⼠︕農学部でしょ︕バイオテクノロジーでしょ︕といった調⼦で、当時の農学部は現在ほどホームページの内容が詳しくなかったこともあるが、イメージ先⾏で受験先の学部も決めてしまった。その後、応⽤研究よりも基礎研
究が好きで理学部へ⾏くべきだったことや、蜘蛛が苦⼿というメンタルが農業には不適であることなど、数々の選択ミスが明らかになるのだが、後先考えない⾼校⽣の勢いとは恐ろしいものである。

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北海道⼤学農学部にギリギリで滑り込んでからは、週３⽇吹奏楽部の活動、週４⽇は居酒屋でアルバイトという、泳ぎ続けて眠らないマグロのような⽣活をしていたところ、あっという間に４年⽣になった。⼿に職をつけようということで、教職課程で理科の教員免許を取り、⺟校の教育実習に⾏ってみたが、さっぱり⾯⽩くない。どうも⾃分は⼈に物事を教えるというのに向いていない、ということをこのとき⾃覚した。かといって、⼈の⾔われたことに従ってきちんと⼿順通りやるということも、あまり性に合っていない。物忘れが多く、傘や財布をよく紛失していたので、官公庁や企業勤めも向いていなさそうである。
⼤学の授業は⾯⽩いと思うのだが、部活とバイトを過密スケジュールで過ごしていたこともあり、座学で最後まで意識を保っていられたことなど数えるほどである。必修科⽬も再々テストをしてもらい、ようやく単位を頂くという体たらくであった。
⼀⽅で、⼿を動かすのは好きで、居酒屋でのアルバイトで料理を⼀⽣懸命作ったり、農学部の学⽣実習で様々な研究室のテーマに関する実験に熱⼼に取り組んだ。私が所属していた農学部の⽣物機能化学科は３年⽣の研究室の配属をくじ引きで決めていて、私は波多野隆介先⽣の⼟壌学研究室に配属された。取り組んだ卒業研究テーマは⼟壌からの温室効果ガス放出のモニタリングである。畑に出向いて、⼟に箱を被せて温室効果ガスの濃度変化を調べ、そこから⾯積あたりのガス放出速度を⾒積もるというテーマであった。⼟壌という研究の重要性と奥深さ、フィールドワークの⼤変さ、北の⼤地の雄⼤さ等を⾝にしみて感じた。当時の⼟壌学研究室では波多野先⽣がフィールド研究の重要性を説かれていて、「キレイな実験室のデータ」よりも「バラツキの⼤きなフィールドのデータ」が重要であるという点を皆が認識していた。
ところが、当時の私は量⼦化学や光化学に興味があり、理学部の授業に潜り込んでいたこともあり、もっと「科学とは芸術であり、美しくなければならない」という偏⾒を持っていて、バラツキの⼤きなデータは嫌だ︕と考えていた。光合成に関連した研究をすれば、⽣き物を相⼿にしつつ、美しい研究ができるのではないかと思い、修⼠課程の進学先としていくつかの研究室を巡っていた。
その過程で東京⼤学⼤学院総合⽂化研究科の池内昌彦先⽣の研究室があること知った。当時学部３年⽣だった私は、半ば⾶び⼊りに近い形で研究室の⾒学に押しかけたところ、夜の７時から２時間近く、紙と鉛筆で⾃分の研究を楽しそうに語ってくだった。
研究内容の詳細まではよくわからなかったのだが、先⽣がこんなに楽しそうに話す研究ならば、きっと⾯⽩い研究に違いないと思って進学した。

12最初に取り組んだのは、シアノバクテリアの光受容タンパク質の精製実験である。低温室にこもって作業をするのに、北海道時代に使⽤していた厚⼿のコートが⼤いに役に⽴った。池内研究室は、⾼価な機械や特殊な技術を使うスタイルではなく、アイディアと粘り強さと⼈脈を駆使して乗り越えるという（徒⼿空拳）スタイルだったように思う。もしかすると、なかなかチャレンジングな環境だったのかもしれないが、指導教員が楽しそうにやっていると、学⽣は⼤変だと気付かずに楽しくやれるものである。
また、好奇⼼を純粋な原動⼒に、⼤⾦をかけずに基礎研究に取り組んだ経験は私にとって財産であり、これは、池内研究室の卒業⽣の多くがアカデミアで活躍している理由の１つかもしれない。
昼前に研究室に⾏き、午後にはサッカーをして、夜まで実験をして、同じ学科の同級⽣と深夜まで飲んで帰ることも多かった。話す内容は雑談がほとんどであったが、話が尽きると、⾃然と研究や⼈⽣について話をすることが多かった。⾃分の取り組んでいる研究内容を理解してくれ、ざっくばらんに何でも話すことができる友⼈を持つことができたというのは幸せであった。
私が研究を始めた当時は、ゲノムが解読されたシアノバクテリアをいわゆる「モデル⽣物」として集中的に研究するという流れが主流であった。私は光応答が種間で⼤きく異なることに着⽬して研究を進め、次第に、実験室ではなくフィールドに存在するシアノバクテリアを研究してみたいと思うようになった。このような志向は⼟壌学研究室で経験したフィールド研究が間違いなく影響している。

池内研究室での博⼠課程を卒業後、東京⼤学新領域創成科学研究科の服部正平先⽣にお世話になって次世代シークエンサーの研究に取り組み始め、その後、豊橋技術科学⼤学の榊佳之先⽣、菊池洋先⽣、浴俊彦先⽣との縁があり、現所属で学⽣を指導する⽴場につくことができた。
現在では、光受容体の研究に加え、光合成アンテナの研究、ゲノム解析、菌叢解析、企業との共同研究など幅広いテーマを進めている。振り返ってみると、私の⼈⽣というのは、何か⼤きな⽅針があったわ
けでもなく、その時々に⾯⽩そうなことにあまり深く考えずに取り組んで、選択ミスをしてはそれを修正し、その場⾯でできることを精⼀杯やってきた、つまり、⾏き当たりばったり、というのが実態である。
おそらく、これからもそのように過ごしていくのだろうと思う。実は昨年、松下保男先⽣や波多野隆介先⽣からお元気ですかという連絡を２０年越しに頂いた。⾃分が学⽣だった頃の振る舞いを思い返すと、⽳があったら⼊りたい気分になりながら、反省の意味を込めて本⽂を執筆させていただいた。
この度、光合成の多様性に腰を据えて研究をさせていただける機会を与えてくださった栗栖源嗣先⽣に感謝すると共に、これまでの⽇本の光合成研究を⽀えてきた先⽣⽅に敬意を表する。

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連載企画 光合成研究事始（その⼀）A04 早稲⽥⼤学
教育・総合科学学術院
園池 公毅●卒業研究を始める
もう 40 年以上前のことになりますが、光合成の初期反応を中⼼に研究をしていた加藤栄先⽣の研究室（以下、加藤研）で卒業研究を始めたのが、光合成の研究を始めるきっかけでした。東⼤の駒場キャンパスにあった加藤研でそのまま⼤学院に進み、光合成は、その後今に⾄るまでの研究のテーマです。
加藤先⽣の講義は、論理的に「落ち」をつけながら進めるようなところがあって、この話の結論はどうなるだろうと予想しながら聞くのが楽しみで、それが加藤研での卒研を選んだ⼀つの理由でした。昔から暗記が苦⼿だったものにとっては、論理的に解析していくことが可能であるという光合成研究の印象は極めて魅⼒的でしたし、その印象は今でもそれほど間違っていなかったと思っています。英語の学術論⽂を数⼈で読む演習も、加藤先⽣に教わりました。その際に、今でも覚えているのは、その論⽂のリファレンスを⾒ると、Katoh, S.の論⽂がいくつも引⽤されていて、「格好いいな」と思ったことと、"determine"という⾔葉が出てきて、「決⼼する」と訳したら、「ここでは『測定する』という意味です」と教えられたことです。”今どきの学⽣”の英語⼒が情けないのは、今に始まったことではなさそうです。

●光化学系Ⅰと光化学系Ⅱ
それはさておき、無事に研究室が決まって加藤先⽣に研究テーマの相談に⾏くと、「系Ⅰと系Ⅱとどっちがよい︖」と聞かれました。今では⾼校でも習う光化学系Ⅰと光化学系Ⅱに、Ⅰ、Ⅱの順番を付けたのは Lous Nico Marie Duysens で、僕が⽣まれた 1961 年のことです。光合成の電⼦伝達は系Ⅱから始まるのになぜ順番が逆になっているのかとよく聞かれるのですが、当時は Z スキームの概念が確⽴していたわけではありません。発⾒の順番だと書かれている本もありますが、光化学系の本体が明らかになったのはもう少し後の話です。シトクロム f を酸化する反応系をⅠ、還元する反応系をⅡという形で同時に定義されました。では、Duysens ⾃⾝は、どうしてそのように決めたのかと思って、光合成研究の歴史に詳しい Govindjee さんに聞いたところ、「その時の実験の順番だったんじゃないの」という⾔い⽅をしていました。

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要は偶然の産物のようです。Duysens は 1950
年代に主流だった藻類の細胞などをそのまま使って分光学的に光合成に関わる成分を調べる研究を先導していた⼈で、1952 年に書いた博⼠論⽂は、世界中の光合成研究者がコピーして読んだと⾔われています。このような研究から２つの光化学系の存在が想定されていましたが、その実体を調べることはすぐにはできませんでした。

●⽣化学的な研究の進展
1960 年ごろになって、細胞を破砕して可溶性タンパク質を単離して、光合成における役割を調べる⽣化学的な⼿法が発展しました。光合成の電⼦伝達に関わるタンパク質には電⼦をやり取りするために⾦属を含むものが多く、鉄の場合なら⾚褐⾊、銅の場合なら⻘⾊に⾒えますから、カラムクロマトグラフィーで精製する場合にも、⾁眼で⾒て⾏うことができました。加藤先⽣が発⾒したプ

Duysens の博士論文の表紙：村田紀夫先生からいただいたコピーで、村田先生の署名が右下に見える

ラストシアニンもきれいな⻘⾊で、「発⾒当時近くの研究室で銅を含むラッカーゼという酵素の研究をしていたので、⾊を⾒た瞬間に銅タンパク質だとわかった」とおっしゃっていました。いずれにしても、このころに⽣化学的な研究の対象になっていたのは、プラストシアニンやシトクロム c といった、⼩型の⽔溶性タンパク質の場合がほとんどでした。
ところが、1970 年代になると、界⾯活性剤によって膜タンパク質複合体を可溶化して⽣化学的に扱うことが⼀般的になりました。光化学系Ⅰも光化学系Ⅱも、数百の⾊素と数⼗のサブユニットからなる巨⼤な複合体ですが、それを、光合成の初期反応を担うチラコイド膜から温和な界⾯活性剤で可溶化してくることが可能になった時代に、ちょうど光合成の研究を始めることになったのでした。

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●加藤研での実験
当時の加藤研では、光化学系Ⅰの研究は、現在は岡⼭⼤学の教授になっている⾼橋裕⼀郎さん（当時は博⼠課程 1 年⽣）、光化学系Ⅱの研究は、現在は東京薬科⼤学の名誉教授の⼭岸明彦さん（当時は助⼿）、その間のシトクロム b6f 複合体を含む電⼦伝達を難波勝さん（当時博⼠課程 1 年⽣）がそれぞれ”担当”していました。今となっては記憶のかなたの（当時はそれなりにまじめに考えたはずの）理由で、光化学系Ⅰを研究テーマに選んだので、⾼橋さんにガラ

1982 年当時の加藤研の人々：北八ヶ岳の東天狗岳に登った時のもので、左が高橋裕一郎さん、後ろが山岸明彦さん、その前が難波勝さん、その右が園池、一番右が出井史子さん

ス器具の洗い⽅から好熱性のシアノバクテリアの培養、そして電気泳動の仕⽅などを習うことになりました。
さらに⾔えば、おいしいコーヒーの淹れ⽅を習ったのも懐かしい思い出です。⾖を⼿動のミルで挽いて、粉の上から「の」の字にお湯を⼀部だけ注ぎ、2 分ほど待って蒸らしてから残りのお湯を注ぐという⾼橋さんのシステマティックな説明は、実験の経験に裏打ちされたもののように聞こえました。
加藤研で好熱性のシアノバクテリアが研究材料として使われていたのは、⽣化学的実験では、タンパク質の安定性が研究の成否を⼤きく左右するからです。加藤研で別府の温泉から単離された⾄適成育温度が 58℃と⾼い好熱性のシアノバクテリアは、そのタンパク質の失活が室温では起きにくいことから、⽣化学研究にはうってつけの材料でした。
研究室では、この好熱性シアノバクテリアの培養を技術職員の出井史⼦さんが数⼗リットル単位でやっていました。好熱性なので、少なくとも⽣化学的な実験を⽬的とする限りにおいては他の⽣物のコンタミの⼼配はほぼいらないので、滅菌なども⾏なわず、アクアリウムなどに使う⽔槽を⽤いて⼤量培養をしていました。得られた培養液は、連続遠⼼をしてその細胞を回収します。連続遠⼼分離機というのは、液体を回転部分に連続的に注⼊していくと、細胞が遠⼼分離される⼀⽅、その上清が連続的に排出されていく仕組みの遠⼼機です。当時の⼤容量の冷却遠⼼機の最⼤の遠⼼管でも容量は 500 ml ぐらいでしたから、培養液が数⼗リットルになると何⼗回もの遠⼼が必要となります。そのような場合に連続遠⼼機を使うことになるのですが、何事もスケールダウンして実験をする今では、使ったことがある⼈はほとんどいないかもしれませんね。集めた細胞は、フレンチ・プレスで破砕します。

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フレンチ・プレスは、細胞の懸濁液に、梃⼦の原理で⼤きな圧⼒をかけておいて、細い隙間から噴き出させる際に細胞を壊す仕組みの機械です。ちなみに、これを発明した Charles Stacy French は、蛍光光度計で最初に光合成⾊素のエネルギー移動を解析した⼈でもあり、微分吸収スペクトルを使って光合成⽣物の細胞の幅広い吸収がいくつかの少しずつ波⻑の異なる⾊素の吸収帯の⾜しあわせによってできていること（クロロフィルフォームの存在）を⽰した⼈でもあります。話を加藤研での実験に戻すと、細胞の破砕により得られたチラコイド膜を、当時⼀番温和とされたジギトニンという界⾯活性剤で可溶化してから、ショ糖密度勾配遠⼼によって光化学系Ⅰと光化学系Ⅱの画分として回収します。ジギトニンは、ジギタリス属の植物体からとれる天然の界⾯活性剤で、いいお値段がする（今調べると 1 g が約 10 万円）
上に、試薬のロットによって⽔溶性などの性質が全く異なるのでなかなか使いにくいものでした。
ちょうど 1970 年代の後半に、イスラエルの Nathan Nelson のグ
ループなどが光化学系Ⅰの活性のある複合体標品を単離して、そのサブユニット組成を発表していたころで、研究室では、⾼橋さんが好熱性シアノバクテリアを使って、光化学系Ⅰ画分からさらに精製した光化学系Ⅰ複合体標品のサブユニット組成についての論⽂をまさに僕が研究をスタートした 1982 年に 2 本出したていました。そこで、卒業研究では、系Ⅰ複合体標品に様々な処理を加えて、より少ない構成成分からなる⼩さな複合体を単離することによって、光化学系Ⅰの本質を明らかにすることにしました。

ジギトニン：25 g の瓶だと一財産（つづく）

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