2019 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological analysis on mechanisms of the pineal wavelength discrimination involving the bistable opsin
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18K14751
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
和田 清二 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任助教 (90747320)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | オプシン / 松果体 / ヤツメウナギ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
円口類カワヤツメの松果体にはUV感受性のパラピノプシンと、可視光感受性のパリエトプシンが別々の細胞に存在している。これまでの解析から、パラピノプシン細胞が光に対し過分極性の応答を、パリエトプシン細胞が光に対し脱分極性の応答を示すことを明らかにしていた。これらが、感色性神経節細胞の波長識別応答を生み出していることを組織学的に検討した。具体的には、神経伝達物質の同定を試みた。小胞グルタミン酸トランスポーター（VGLUT）に対する抗体を用いた免疫組織化学染色により、パラピノプシン、パリエトプシン両細胞がVGLUT陽性であることを見出した。すなわち、両細胞ともグルタミン酸を神経伝達物質として利用していることが示唆された。すでに、両細胞が神経節細胞に直接入力することがわかっているため、神経節細胞における波長識別応答は、光受容細胞の応答様式、すなわちパラピノプシン細胞が過分極、パリエトプシン細胞が脱分極することで調節されるグルタミン酸の放出量によって達成されると考えられた。
さらに、円口類カワヤツメ松果体の光受容細胞および神経節細胞の電気生理学的解析を実施した。その結果、前年度で達成できていなかった、光受容細胞の１オプシンシステム（パラピノプシン単独の波長識別システム）による波長拮抗性応答を捉えることに成功し、パラピノプシン単独の波長識別システムが、硬骨魚類と同様に、円口類においても機能的であることを示した。さらに、感色性神経節細胞の可視光に対する反応を詳細に解析した結果、560 nm 付近にピークをもつ反応曲線が得られた。このことは、570 nm に吸収極大をもつパリエトプシンがこの感色性神経節細胞の可視光に対する応答に大きく寄与していることを示唆している。
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