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2015 Fiscal Year Research-status Report

哺乳類の進化過程で失われた眼外光受容能の解明

Research Project

Project/Area Number 15K14568
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

小柳 光正  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30379276)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords生理学 / 進化 / 光感覚 / ロドプシン
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類は進化の過程で多数の光受容タンパク質(オプシン)遺伝子を失っており、他の脊椎動物に比べて光受容能に乏しいと考えられている。しかしながら、近年、一般的な哺乳類(真獣類)には存在しないオプシン遺伝子(TMT2オプシン)が有袋類のゲノム中に残っていることが明らかとなり、このことは、有袋類は真獣類が失った光受容能をまだ保持していること、すなわち哺乳類の光受容には多様性があることを示唆している。
そこで本研究では、TMT2オプシンの機能解析を起点として、有袋類がもつ“真獣類が失った”光受容能(おそらく眼外光受容能)の解明を目指す。平成27年度は以下の成果を得た。

・オポッサムに加え、他の有袋類のTMT2オプシンおよび概群として爬虫類のTMT2オプシンのcDNAを取得した。
・オポッサムにおけるTMT2オプシンの発現部位を同定するために、特異的抗体の作製を行い、少なくとも培養細胞で発現させた組換えTMT2オプシンを認識する抗体を得た。
・オポッサムの成体および各発生段階の個体の入手経路を確立し、組織学的解析の基盤が整備された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の起点となるオプシンの機能解析は順調に進んでいる。また、組織学的解析の基盤であり、最大の懸案であったオポッサムの生体の入手経路の確立は、共同研究によって当初の計画通りに初年度に達成できた。

Strategy for Future Research Activity

初年度に作製した抗オポッサムTMT2抗体を用いた免疫組織化学的解析およびq-PCRを重点的に行い、TMT2オプシンの発現組織を明らかにすることで、生理的役割の予測を試みる。また、概群である爬虫類におけるTMT2オプシンの発現組織を同様に明らかにし、哺乳類進化における光受容能の変遷を明らかにする。並行して、マウスへのTMT2オプシンの遺伝子導入も試みる。

Causes of Carryover

当初計画ではオポッサムの購入費用を計上していたが、共同研究によるオポッサムの入手経路が確立できたことで入手コストが大幅に削減されたために次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

共同研究によって、当初予定していなかったさまざまな発生段階のオポッサムの入手が可能となったため、発生段階を追った網羅的な組織学的解析に次年度使用額を使用する。

  • Research Products

    (17 results)

All 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Diversification of non-visual photopigment parapinopsin in spectral sensitivity for diverse pineal functions2015

    • 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 Pages: 73

    • DOI

      10.1186/s12915-015-0174-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Activation of transducin by bistable pigment parapinopsin in the pineal organ of lower vertebrates2015

    • Author(s)
      E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, S. Wada, H. Tsukamoto, T. Nagata, A. Terakita
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 10 Pages: e0141280

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0141280

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Retinal attachment instability is diversified among mammalian melanopsins2015

    • Author(s)
      H. Tsukamoto, Y. Kubo, D.L. Farrens, M. Koyanagi, A. Terakita, Y. Furutani
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: 290 Pages: 27176-27187

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.666305

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of opsin-based pigments by bioluminescence monitoring of second-messengers in cultured cells2015

    • Author(s)
      Mitsumasa Koyanagi, Tomohiro Sugihara, Takashi Nagata, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • Organizer
      第40回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会(CompBiol 2015 広島大会)
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-12-12
  • [Presentation] Electrophysiological investigation of melanopsin-expressing retinal cells in the zebrafish retina2015

    • Author(s)
      Hiroshi Inui, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • Organizer
      第40回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会(CompBiol 2015 広島大会)
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-12-12
  • [Presentation] Molecular basis of wavelength discrimination in the lamprey pineal organ2015

    • Author(s)
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • Organizer
      第40回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会(CompBiol 2015 広島大会)
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-12-12
  • [Presentation] 光受容タンパク質の意外な使い方~ピンぼけ像を使った奥行き知覚~2015

    • Author(s)
      小柳光正
    • Organizer
      第49回光学五学会関西支部連合講演会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学文化交流センター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Invited
  • [Presentation] 非視覚型光受容タンパク質Opn3グループの多様性の解析2015

    • Author(s)
      小柳光正、杉原智博、永田崇、寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第86回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [Presentation] 遺伝子導入ゼブラフィ ッシュを用いたメラノプシン発現水平細胞の解析2015

    • Author(s)
      西村充,小柳光正,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第86回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [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回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ副松果体におけるパラピノプシン発現細胞の組織学的解析2015

    • Author(s)
      山下(川野)絵美,和田清二,小柳光正,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第86回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [Presentation] ナメクジウオの内柱における糖タンパク質ホルモンの存在2015

    • Author(s)
      窪川かおる,小柳光正,小笠原道生,石黒宗,程久美子,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第86回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [Presentation] Estimating spectral sensitivities of non-visual opsins based on biochemical responses of opsin-expressing cultured cells2015

    • Author(s)
      杉原智博、永田崇、小柳光正、寺北明久
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
  • [Presentation] Introduction of animal rhodopsins and their optogenetic potentials2015

    • Author(s)
      Mitsumasa Koyanagi
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Invited
  • [Presentation] Activation of Transducin by Bistable Pigment Parapinopsin in the Pineal Organ of Lower Vertebrates2015

    • Author(s)
      Mitsumasa Koyanagi, Emi Kawano-Yamashita, Seiji Wada, Takashi Nagata, Akihisa Terakita
    • Organizer
      FASEB SUMMER RESEARCH CONFERENCES
    • Place of Presentation
      Montana (USA)
    • Year and Date
      2015-06-15
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Optogenetics2015

    • Author(s)
      A. Terakita, T. Nagata, T. Sugihara, M. Koyanagi
    • Total Pages
      409 (77-78)
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 生体高分子機能学Ⅱ研究室

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/biol/mphys/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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