視興奮におけるカルシウムイオンの役割

• Project/Area Number: 60223004
• Research Category: Grant-in-Aid for Special Project Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 徳永 史生 東北大学, 理, 助教授 (80025452)
• Project Period (FY): 1985
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1985)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1985: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: カルシウムイオン / 視覚 / 視細胞 / 細胞内二次メッセンジャー / ロドプシン

Research Abstract

外界からの情報を受容し、これに適した反応を示すことが生命の維持において基本的に重要なことである。動物の場合、視覚情報の占める割合はきわめて大きく、その基本的機構は多くの研究者によって調べられてきた。視興奮はまず視細胞が光を受容することから始まり、ロドプシンの光化学反応とそれに次いで視細胞形質膜の膜電位の過分極が起こる。脊椎動物の場合、ロドプシンは視細胞外節の円板膜に存在し、この円板膜と形質膜との間に直接の連絡はないため、円板膜上での光受容の情報が形質膜に伝わる機構を考える必要がある。現在、いくつかの仮説が考えられているが、その1つにカルシウムイオンが情報伝達物質として働くという"カルシウム説"がある。この説によるとロドプシンの光受容に伴い、円板膜からカルシウムイオンが放出され、これが形質膜上のナトリウムチャンネルをブロックする結果、膜電位の過分極が起こる。この説を検討するため、今まで、網膜を用いた測定や、脂質小胞を用いた測定が行われてきたが、網膜を用いた系では爽雑物が多すぎるため、脂質小胞を用いた系では系の安定性に問題があるために明確な結果は得られていない。
本研究の目的は、このカルシウム説を、脂質小胞と培養細胞とを融合させることによって作った安定な再構成系を用いて検討しようというものである。牛網膜より抽出したロドプシンを脂質小胞に取り込ませ、これを培養ガン細胞と電気法で融合させた。他方、パッチクランプ法で融合細胞の電気的特性測定できる装置を設定した。また、カルシウムイオンと特異的に反応して強い蛍光を発するようになる色素 Queen【II】を視細胞内に導入し、光によるその蛍光変化の測定系について検討している。