ラン藻(Prochlorococcus)の進化に重要な役割を果たしたDVR遺伝子を発見
（クロロフィル合成から見た光合成生物の環境適応と多様化に関する研究）
光合成生物は生育している光環境に応じて様々な機能を獲得し、多様な進化をしながら現在の地球環境を作り上げてきました。
温暖な外洋域に生育しているラン藻Prochlorococcusは、CO2固定を行う基礎生産者として非常に重要な光合成生物で、その基礎生産量は全海洋の8％にもなります。またProchlorococcusは海表面から水深200mという多様な光環境に適応し、光合成色素としてProchlorococcus特有のジビニルクロロフィルbを利用しています。Prochlorococcusが主に生育している水深70m付近は青い短波長側の光しか届かないのですが、このジビニルクロロフィルbは様々なクロロフィルの中でも、青い光を効率よく利用できる性質を持っています。
Prochlorococcusが普通の光合成生物が持つモノビニルクロロフィルではなくジビニルクロロフィルを持つように進化するにはどのようなことが起こったのでしょうか？私たちは、数多くあるシロイヌナズナ変異株の中から、Prochlorococcusと同じジビニルクロロフィルを蓄積するものを見つけ出し、その原因が3’8-ジビニルプロトクロロフィリドa 8-ビニルレダクターゼ（DVR）というクロロフィル合成の酵素遺伝子に変異が入ったからであることを明らかにしました。そしてDVR遺伝子の配列情報から、Prochlorococcusは近縁のラン藻SynechococcusからDVR遺伝子を失うことによって進化したことを明らかにしました。
現在、Prochlorococcusは大きく分けて、海表付近の強い光で生育するものと、深い海の弱い光で生育するものがいます。2つの環境に適応した種の大きな違いは、海表面に生育するものはジビニルクロロフィルbの量が非常に少なく、深い海に生育するものはジビニルクロロフルbの量が非常に多いことです。また、ジビニルクロロフィルを蓄積したシロイヌナズナは強い光に非常に弱いという性質を示しました。これらの事実は、ジビニルクロロフィルbを持つProchlorococcusは深い海で誕生し、その後、海表付近の強い光に適応し、進化していった可能性を示唆していると考えています。
Nozomi Nagata, Ryouichi Tanaka, Soichirou Satoh, and Ayumi Tanaka (2005) Identification of a Vinyl Reductase Gene for Chlorophyll Synthesis in Arabidopsis thaliana and Implications for the Evolution of Prochlorococcus Species Plant Cell 17: 233-240