松果体における光情報変換と概日時計の分子メカニズム

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08740648
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡野 俊行 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40272471)
• Keywords: 松果体 / 脳内光受容 / ピノプシン / 光受容蛋白質 / G蛋白質 / 概日リズム / 生物時計 / 遺伝子クローニング

Research Abstract

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。
(1)概日時計の発振メカニズムを解明するためには、光による時計の同調メカニズムを調べることが重要である。本研究ではまず、松果体に発現するG蛋白質の遺伝子クローニングを行い、複数のサブクラスのG蛋白質(Gt,Gi2,Gi3,Go1,Go2)の全塩基配列を決定した[Okano et al.,in press]。また、研究代表者らが発見したニワトリ松果体の光受容蛋白質(ピノプシン)を認識する抗体を作成し、松果体におけるピノプシンの局在を調べた[Hirunagi et al.,in press]。その結果、これまで光受容細胞と推定されてきた松果体の瀘胞形成細胞以外にも多数の光受容細胞が存在することを確認した。現在、クローニングしたG蛋白質に特異的な抗体を用いた免疫組織学的解析によって、それぞれのG蛋白質の松果体内での局在を調べている。ピノプシンと共役するG蛋白質を同定することによって、光受容から時計のリセットに至る光情報伝達経路が推定できると期待している。
(2)生理学的研究から、年周リズムと関連する光受容体(Deep Brain Photoreceptor)が脳深部において発現していると推定されてきた。この脳深部光受容体の分子レベルでの実体は全く不明である。そこで本研究では、RT-PCR法を用いて光受容体遺伝子の高感度検索を行った。その結果、ヒキガエルの脳深部のmRNAから、網膜の光受容体よりも松果体の光受容体ピノプシンと非常に類似した光受容体遺伝子を単離することに成功した。現在、その全塩基配列の決定を行っている。

Research Products

• [Publications] Toshiyuki Okano: "Molecular cloning of heterotrimeric G-protein α-subunits in chicken pineal gland." J.Mol.Evol.(in press).
• [Publications] Kanjun Hirunagi: "Immuno-electron microscopic in vestigation for the subcellular localization of pinopsin in the pineal organ of the chicken." Cell Tissue Res.(in press).
• [Publications] 岡野俊行: "概日時計の同調因子ピノプシンの構造・機能・発現調節" 生物物理. 36・2. 101-103 (1996)
• [Publications] 岡野俊行: "動物の体内時計" 科学. 67・1. 48-56 (1997)
• [Publications] 深田吉孝: "ピノプシンによる光シグナル伝達と生物時計.(分担執筆)分子医学シリーズ『細胞内情報伝達のしくみ』" 羊土社, 182(28-39)