松果体関連器官における色識別機構の進化と多様性の解析

• Project/Area Number: 13J05782
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 和田 清二 奈良女子大学, 理学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,320,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 松果体 / ゼブラフィッシュ / ヤツメウナギ / 光受容

Outline of Annual Research Achievements

前年度に続き、ゼブラフィッシュの松果体に存在するUV光と可視光の波長識別に関与する光受容細胞からの光応答の記録を試みた。具体的な手法としては、蛍光カルシウムセンサーであるGCaMP6sを波長識別のUV光受容タンパク質のプロモーター配列下で発現させ、UV（380 nm）、可視光 (570 nm) 刺激に対する蛍光強度の変化を蛍光イメージングにより解析した。その結果、UV刺激により蛍光強度の減少、可視光刺激により蛍光強度の上昇が観察された。このことは、UVにより細胞内のカルシウムイオンが減少し、可視光に対してカルシウムイオンが増加したことを示している。すなわち、ゼブラフィッシュ松果体の波頭識別に関わる光受容細胞は、光の波長に対して拮抗的な反応を示すことを初めて示した。すなわち、前年度までにおいて、組織学的な解析から一１つの光受容細胞において波長識別がなされる可能性を示唆していたが、その可能性を直接強く支持する光応答を生理学的な解析（カルシウムイメージング）により得ることに成功した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Diversification of non-visual photopigment parapinopsin in spectral sensitivity for diverse pineal functions (2015)
  • Author(s): M. Koyanagi, S. Wada, E. Kawano-Yamashita, Y. Hara, S. Kuraku, S. Kosaka, K. Kawakami, S. Tamotsu, H. Tsukamoto, Y. Shichida, A. Terakita
  • Journal Title: BMC Biology Volume: 13 Issue: 1 Pages: 73-73
  • DOI: 10.1186/s12915-015-0174-9
  • NAID: 120005758203
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Activation of Transducin by Bistable Pigment Parapinopsin in the Pineal Organ of Lower Vertebrates (2015)
  • Author(s): E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, S. Wada, H. Tsukamoto, T. Nagata, A. Terakita
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 10 Issue: 10 Pages: e0141280
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0141280
  • NAID: 120006346629
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020439
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of a visible light-sensitive pigment underlying the wavelength discrimination in the lamprey pineal organ (2015)
  • Author(s): 和田 清二、 山下 （川野） 絵美、 保 智己、 小柳 光正、 寺北明久
  • Organizer: the 7th Asia & Oceania Conference on Photobiology
  • Place of Presentation: 台湾
  • Year and Date: 2015-11-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 円口類松果体の波長依存的な拮抗反応を生み出すメカニズムの解析 (2015)
  • Author(s): 和田 清二、 山下 （川野） 絵美、 保 智己、 小柳 光正、 寺北明久
  • Organizer: 日本動物学会 第86回 新潟大会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2015-09-19
• [Presentation] Identification of a visible light-sensitive pigment involved in the wavelength discrimination in the lamprey pineal organ (2014)
  • Author(s): 和田清二
  • Organizer: 16th International Conference on Retinal Proteins
  • Place of Presentation: 長浜
  • Year and Date: 2014-10-05 – 2014-10-10
• [Presentation] ヤツメウナギ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の解析 (2014)
  • Author(s): 和田清二
  • Organizer: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 円口類ヤツメウナギの脳深 部に発現する非視覚オプシ ンの組織学的解析 (2014)
  • Author(s): 山下（川野）絵美、和田清二
  • Organizer: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] ゼブラフィッシュ松果体の 波長識別に関わる神経投射 の組織学的解析 (2014)
  • Author(s): 小坂成章、和田清二
  • Organizer: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 円口類ヤツメウナギ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の解析 (2014)
  • Author(s): 和田清二
  • Organizer: 第18回 日本光生物学協会年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-08-22 – 2014-08-23
• [Presentation] UV-sensitive parapinopsin in the iguana parietal eyes (2013)
  • Author(s): 和田 清二
  • Organizer: The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
  • Place of Presentation: シドニー
  • Year and Date: 2013-11-11
• [Presentation] 硬骨魚類松果体の波長識別に関わる光受容タンパク質の探索 (2013)
  • Author(s): 和田 清二
  • Organizer: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2013-09-26
• [Presentation] 円口類ヤツメウナギの眼外光受容に関わるオプシンの解析 (2013)
  • Author(s): 山下 (川野) 絵美・和田 清二
  • Organizer: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2013-09-26
• [Presentation] ゼブラフィッシュ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の神経投射の解析 (2013)
  • Author(s): 小坂 成章・和田 清二
  • Organizer: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2013-09-26
• [Presentation] Investigation of the molccular basis of the wavelength discrimination in the lamprey pineal organs (2013)
  • Author(s): 和田 清二
  • Organizer: 2013日本比較生理生化学会 第35回大会
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 2013-07-13