2019 Fiscal Year Annual Research Report
機能未知光受容タンパク質に着目した脊椎動物の脳内光受容とその多様性の解明
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18H02482
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
小柳 光正 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30379276)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光生物 / 眼外光受容 / ロドプシン / 脳 / GPCR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、多様な動物の脳において、光受容タンパク質様遺伝子が発現していることが報告され、動物の脳における未知の光利用の可能性に注目が集まっている。しかしながら、それらの遺伝子が真に光受容体として機能する証拠がなかったために、脳内光受容が関わる生理機能の解析は立ち遅れていた。近年私たちは、昆虫や脊椎動物（魚類、鳥類）において、同遺伝子産物が光受容体として機能することを明らかにした。
そこで本研究では、脊椎動物の機能未知脳内光受容に関して、分子・神経基盤および生理的役割の解明とそれらの進化・多様性を明らかにすることを目指し、脳内光受容タンパク質を起点とした研究を展開している。その結果、2019年度は以下の研究成果を得た。
・駆動するシグナル伝達系が不明であった魚類の脳内光受容タンパク質について、培養細胞発現系を用いたGタンパク質の過剰発現・破壊・機能阻害実験を行い、魚類の脳内光受容タンパク質が、ある特定のGタンパク質を介したシグナル伝達系を光依存的に駆動することを示唆する結果を得た。
・未だ光受容体として機能することが証明されていない哺乳類の脳内光受容タンパク質様遺伝子について、培養細胞とベクターの種類の検討およびコドンの最適化によって、組み換えタンパク質の発現量を大幅に上げることに成功した。
・脳内光受容の生理的役割の解明を目指し、硬骨魚類を用いて、脳内光受容細胞からの神経伝達経路をカルシウムイメージングによって追跡する解析系を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の基盤となる脳内光受容タンパク質の分子機能の解析は順調に進んでおり、生体機能の解析についても、複数の実験動物を補完的に用いることで着実に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画通りに、脳内光受容タンパク質の分子機能の解析を進め、生体内機能の解析へと展開したい。また、脳内光受容の多様性と進化を理解するために、他生物の研究をより積極的に進めたい。
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