2019 Fiscal Year Annual Research Report
昼行性生物と夜行性生物における概日光受容体メラノプシンの機能解析
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19H03266
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
羽鳥 恵 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (90590472)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 概日リズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日常生活で意識することは少ないかもしれないが、見ること、つまり視覚応答以外にも生物は光に応答している。例えば概日時計の光応答や瞳孔収縮などの視覚以外の光応答などをまとめて、非視覚応答と呼ぶ。哺乳類の網膜神経節細胞の2-3%は青色光感受性GPCRであるメラノプシンを発現しており、Melanopsin-expressing RGC（mRGC）は桿体・錐体に次ぐ第三の光受容細胞として機能している。現代社会において夜間の光暴露は避けられない。不適切な時間、つまり夜間の寝る直前のブルーライトは概日時計の乱れを引き起こす。概日リズムの乱れは睡眠や鬱、癌の発症などと関連する。つまり、青色光を特に感度良く感じる概日光受容分子メラノプシンの分子理解は、これらの疾患や不調の改善、ひいては特に高齢化社会において生活の質と健康の促進に役立つ。mRGCは網膜の中でも脳への情報伝達の最終段階である神経節細胞の一部である。なぜ神経節細胞に光受容能が存在するのか、さらに、形態の違いよって数十種類以上に分類される神経節細胞の内、なぜごく一部の細胞だけが非視覚応答に特化した機能を有するのかはわかっていない。メラノプシンは桿体・錐体のオプシンと比べて明るい光に反応し、活性を持続するユニークな光受容体である。これらの特性を規定するメカニズムの解明を目指し、メラノプシン分子の性質および細胞特異性に着目してこれまでに、リン酸化制御と光応答の終了過程を明らかにした（Neuron 2016、Cell Reports 2018など）。これらの知見を発展させ、応答の開始機構および他の網膜神経節細胞との差異を解明に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究ではメラノプシン発現網膜神経節細胞特異的に発現する分子群を見出し、細胞特異的なメラノプシンの発現や機能の制御機構を明らかにする。mRGCは形態から数種類のサブタイプの存在が報告されている。これまでに、マウスのメラノプシン発現網膜神経節細胞をサブタイプ別に採取し、網羅的遺伝子発現解析に供した。
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| Strategy for Future Research Activity |
mRGCに発現する遺伝子群を単離し、それらの解析より光応答の開始機構および細胞を規定する機構を明らかにする。
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[Journal Article] Isoform-selective regulation of mammalian cryptochromes2020
Author(s)
Miller Simon、Son You Lee、Aikawa Yoshiki、Makino Eri、Nagai Yoshiko、Srivastava Ashutosh、Oshima Tsuyoshi、Sugiyama Akiko、Hara Aya、Abe Kazuhiro、Hirata Kunio、Oishi Shinya、Hagihara Shinya、Sato Ayato、Tama Florence、Itami Kenichiro、Kay Steve A.、Hatori Megumi、Hirota Tsuyoshi
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Journal Title
Nature Chemical Biology
Volume: 16
Pages: 676～685
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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