海洋の植物プランクトンである珪藻は、地球規模の炭素固定に大きく貢献しています。海洋では光環境が絶えず変化するため、珪藻は弱い光を効率よく利用すると同時に、強すぎる光から自身を守る必要があります。この過剰な光エネルギーを熱として逃がす仕組みは非光化学的消光（Non-Photochemical Quenching、略してNPQ）と呼ばれますが、NPQを担う光防御装置がどのように形成されるのかは十分にわかっていませんでした。
京都大学大学院農学研究科のXING JIAN（邢 健）博士課程学生、同じく伊福健太郎教授、および北海道大学低温科学研究所の熊沢穣研究員（現大阪大学大学院理学研究科の助教）らの研究グループは、海洋性珪藻Chaetoceros gracilisにおいて、光捕集タンパク質Lhcf2がNPQに必須であることを明らかにしました。Lhcf2を欠損させると、NPQの中心因子であるLhcx1タンパク質が安定に蓄積できなくなり、強光下で過剰な光エネルギーを熱として逃がす機能がほぼ失われました。一方、NPQに必要なpH勾配形成やキサントフィルサイクルは正常に働いていたことから、Lhcf2はLhcx1を含む光防御装置を安定に形成するための構造的な足場として機能することが示されました。本成果は、珪藻の光防御装置が複数の光捕集タンパク質の協調により形成されることを示すものであり、海洋光合成を支える強光適応機構の解明に大きく貢献することが期待されます。
本成果は、2026年6月30日に国際学術誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」に掲載されました。

海洋性珪藻（Chaetoceros gracilis）の野生株（WT）において、Lhcf2は光合成装置（PSII）周辺でLhcx1と過剰な光を熱に変換するNPQ装置を形成する（上図）。Lhcf2を欠損するlhcf2変異株では、Lhcx1は安定に蓄積できず、有効なNPQ装置が形成されない（下図）。

Related links

• 大阪大学大学院理学研究科 宇宙地球科学専攻 生命惑星進化学グループ

〈共同リリース機関HP〉

• 京都大学
  https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2026-07-06-0