2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of uncharacterized phototransduction system in the vertebrate photoreceptor cells
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16K07437
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 高廣 京都大学, 理学研究科, 助教 (50378535)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光受容蛋白質 / 視細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光受容タンパク質オプシンはそのアミノ酸配列からいくつかのグループに分類できる。その中でもOpn5グループは脊椎動物が広くもつオプシンとして最後に見つかり、解析が遅れている。脊椎動物のOpn5は４つのサブタイプに分かれ、そのうちOpn5nサブタイプは可視光感受性であることがわかっている。さらに、Opn5サブタイプは哺乳類以外の脊椎動物の網膜の視細胞に発現することを見いだしている。そこで、視細胞に存在する視物質以外のオプシンの分子特性やそれが関わる生理機能を明らかにすることを目的とする。
１．Opn5nの関わる生理機能を明らかにするために、ノックアウトメダカの解析を行っている。メダカの錐体視細胞は受容する光波長の異なる錐体視物質によって分類できる一方、可視光感受性のOpn5nは共通して発現する。そこで、光波長を選択しOpn5nには光が当たるが錐体視物質には光が当たらない条件で解析を行ったところ、Opn5nは光依存的な視細胞の形態変化（網膜運動現象）に関わることが明らかとなった。
２．Opn5グループでOpn5nとは別のサブタイプのノックアウトメダカにおいて行動観察を行ったところ、周りで縞模様を回転させた時に自由遊泳のメダカが回転に追従して泳ぐoptomotor response（OMR）に異常がでた。さらに、固定したメダカの周りで縞模様を回転させると眼球運動するoptokinetic responseを観察したところ、これは正常であった。これらの結果は、眼以外に発現するOpn5が正常なOMRを制御することを示している。
３．脊椎動物のOpn5の中には、分子特性が他のオプシンと大きく異なり、光サイクルで活性が制御されるものが存在する。この光サイクルを形成する分子内の詳細なメカニズムを明らかにし、さらに、光サイクルの時定数が大きく異なるいくつかのOpn5を同定することにも成功した。
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