松果体紫外光受容細胞の特性および機能解明-分子から個体レベルまでの解明-

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15570063
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 保 智己 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (60188448)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 正 奈良女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (30112098)
• Keywords: 松果体 / 光受容細胞 / 視物質 / 紫外光 / 円口類 / 光再生 / 光受容蛋白質 / パラピノプシン

Research Abstract

カワヤツメ松果体において新規の紫外光受容蛋白質が発現していることが明らかとなった。この紫外光受容蛋白質はこれまでパラピノプシンを呼ばれていたグループに分類される。この光受容蛋白の吸収特性を調べた結果、通常の脊椎動物の視物質は光照射を受けると最終的にはオプシン(蛋白)とレチナール(発色団)に分離するが、この紫外光受容蛋白は可視光によって光再生することが証明された。この視物質遺伝子が発現している細胞を特定するために、In situハイブリダイゼーションを行った。その結果この視物質は終末嚢では背側部に局在していた。さらに組織学的な解析に加えて、電機生理学的な解析も行った。その結果、この紫外光受容蛋白質が発現している細胞は他の松果体光受容細胞と同様に過分極性応答を示すことを明らかにした。また波長感度特性を調べた結果、この細胞が実際の細胞においても紫外光を感受していることを証明した。これによって分子レベルでの特性が細胞においても現れていることが実証された。さらに終末嚢の背側部に局在することからこの部分を除去した松果体を用いて、器官培養を行った。培養松果体のメラトニン分泌リズムはIntactのものと違いが見られなかった。しかしながらさらに詳細な局在部位を調べるために抗体を作製し、免疫組織化学的に解析した結果、弱い反応ではあるがアトリウムにも陽性反応いくつか認められた。そこでセロトニンとは2重標識を行った。その結果、内分泌性松果体細胞には紫外光受容蛋白陽性反応が見られなかった。大部分の紫外光受容細胞の除去を行ったにも関わらずメラトニン分泌には影響が見られなかったこととメラトニンを分泌していると考えられている内分泌性松果体細胞には紫外光受容蛋白の陽性反応が見られなかったことから紫外光受容蛋白はメラトニン分泌には関与していないことが強く示唆された。

Research Products

• [Publications] Koyanagi M, Kawano E, Kinugawa Y, Oishi T, Shichida, Y: "Bistable UV pigment in the lamprey pineal"Proceedings of the National Academy of Sciences. In press. (2004)
• [Publications] Haida Y, Ubuka T, Ukena K, Tsutsui K, Oishi T, Tamotsu S: "Photoperiodic response of serotonin- and galanin-immunoreactive neurons of the paraventricular organ and infundibular nucleus in Japanese quail. Co"Zoological Science. In press. (2004)