2020 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、2020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硬骨魚類の脳内光受容タンパク質について、動物培養細胞発現系を用いた新しい解析系を構築し、活性化するGタンパク質を同定した。その結果、硬骨魚類の脳内光受容タンパク質は、複数種のGタンパク質を光依存的に活性化することが明らかとなった。また、その中には、これまで光情報伝達に関与するとは考えられていなかったGタンパク質も含まれており、新規の光情報伝達系の発見の可能性があり興味深い。
・哺乳類の脳内光受容タンパク質様遺伝子について初めて組換え光受容タンパク質の構成に成功し、その結果、哺乳類においても同遺伝子が光受容体として機能すること、およびその波長感受性が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の中心的課題であった哺乳類の脳内光受容体の構成に成功した点は順調であるが、コロナ禍による研究の制限により、全体的に研究に若干の遅れが生じた。
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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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Research Products
(23 results)
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[Book] Optogenetics2020
Author(s)
Mitsumasa Koyanagi, Tomoka Saito, Seiji Wada, Takashi Nagata, Emi Kawano-Yamashita, Akihisa Terakita
Total Pages
675
Publisher
Springer
ISBN
978-981-15-8763-4
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