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2012 Fiscal Year Annual Research Report

松果体で行われる色弁別の生理的役割の解明

Research Project

Project/Area Number 22687005
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

小柳 光正  大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30379276)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords生理学 / 感覚 / 色覚 / ゼブラフィッシュ / ロドプシン
Research Abstract

下等脊椎動物は、松果体を使ってUV光と可視光の比率という“色”情報を得ていることが知られている。本研究では、申請者が見出した松果体色弁別の光受容分子パラピノプシンを起点として、松果体色弁別機構の解明および長年の謎であった生理的役割の解明、さらには下等脊椎動物の多様な松果体関連器官の機能的・進化的関係の解明を目指す。具体的には、パラピノプシンを発現する細胞をターゲッティングしたトランスジェニック(Tg)ゼブラフィッシュを作製し、色弁別のための神経ネットワークの解明、色情報の脳内投射先の解明、パラピノプシン発現細胞を失活させたTgゼブラフィッシュの電気生理学的・行動学的解析を行う。平成24年度は以下の成果を得た。
・ゼブラフィッシュの松果体から、色弁別応答への関与が示唆されるUV光と可視光に対する拮抗的な応答を細胞内記録により得た。
・パラピノプシン発現細胞に経シナプストレーサーであるWGAを発現するTgゼブラフィッシュの系統を樹立した。
・松果体色弁別の生理的役割を解析するために、UV/可視光比を制御できる行動実験系を立ち上げた。
・松果体の多様な光受容細胞について、代表的な松果体のマーカー分子であるセロトニンの有無を明らかにした。
・円口類ヤツメウナギについてのパラピノプシンを起点とした組織学的実験から、松果体色弁別メカニズムにおける魚類と円口類との違いを見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前年度までに立ち上げを完了した電気生理実験系に加え、さまざまな解析に必要なトランスジェニックゼブラフィッシュの作製に成功しており、研究の進捗は順調と言える。また、並行して進めているパラピノプシンを含む松果体光受容タンパク質の組織学的解析からも順調に成果が得られている。尚、実験動物であるヤツメウナギの入手が遅れたが、最終的には予定していた成果が得られた。

Strategy for Future Research Activity

各実験目的のために作製したトランスジェニックゼブラフィッシュの解析に取り組む。また、色弁別の多様性や進化についての知見を得るために、魚類以外の動物の色弁別メカニズムの解析についても精力的に行う。

  • Research Products

    (21 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Homologs of vertebrate Opn3 potentially serve as a light-sensor in non-photoreceptive tissue2013

    • Author(s)
      Mitsumasa Koyanagi, Eiichiro Takada, Takashi Nagata, Hisao Tsukamoto, Akihisa Terakita
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 110 Pages: 4998-5003

    • DOI

      10.1073/pnas.1219416110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ハエトリグモはピンぼけ像を使って奥行きを知覚する2013

    • Author(s)
      小柳光正,寺北明久
    • Journal Title

      生物の科学 遺伝

      Volume: 67 Pages: 101-106

  • [Journal Article] Parapinopsin in the Iguana Parietal Eyes and Its Implication in UV-Sensitivity in Vertebrate Pineal- Related Organs2012

    • Author(s)
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7 Pages: e39003

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0039003

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characterization and localization of a protostome homolog of an atypical opsin, peropsin, in the retina of a jumping spider

    • Author(s)
      Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Hisao Tsukamoto, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第34回大会
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター(神奈川県三浦郡)
  • [Presentation] Identification and characterization of UV-sensitive parapinopsin in the Iguanaparietal eyes

    • Author(s)
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第34回大会
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター(神奈川県三浦郡)
  • [Presentation] 下等脊椎動物における松果体関連器官の波長識別システムの多様性

    • Author(s)
      和田清二,山下(川野)絵美,小柳光正,寺北明久
    • Organizer
      第17回日本光生物学協会年会
    • Place of Presentation
      大阪大学産業科学研究所講堂(大阪府茨木市)
  • [Presentation] 光受容タンパク質に着目した動物の光受容系の進化と多様性の研究 -ハエトリグモのピンぼけ像に 基づく新規奥行き知覚メカニズム-

    • Author(s)
      小柳光正
    • Organizer
      第17回日本光生物学協会年会
    • Place of Presentation
      大阪大学産業科学研究所講堂(大阪府茨木市)
    • Invited
  • [Presentation] 光受容タンパク質の分子進化と生理機能との連関

    • Author(s)
      小柳光正
    • Organizer
      日本進化学会第14回大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京・南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • Invited
  • [Presentation] 下等脊椎動物における松果体関連器官の波長識別システムの多様性

    • Author(s)
      小柳光正,和田清二,山下(川野)絵美,寺北明久
    • Organizer
      日本進化学会第14回大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京・南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ網膜におけるメラノプシン発現水平細胞に存在するコネクシンの同定

    • Author(s)
      澁谷祐子,小柳光正,和田清二,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] ナメクジウオのメラノプシン発現光受容細胞に存在するアレスチンの同定

    • Author(s)
      尾花愛梨,小柳光正,窪川かおる,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] 下等脊椎動物の波長識別能を持つ松果体における光受容タンパク質の同定と解析

    • Author(s)
      和田清二,山下(川野)絵美,保智己,小柳光正,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] ハエトリグモの眼外神経組織における視物質様タンパク質の局在

    • Author(s)
      永田崇,小柳光正,蟻川謙太郎,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] 松果体UV 光受容タンパク質パラピノプシンと共役するG タンパク質の免疫組織化学的同定

    • Author(s)
      山下(川野)絵美,小柳光正,和田清二,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] 有袋類の非視覚系光受容タンパク質の解析

    • Author(s)
      小柳光正,冨田和志,寺北明久
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] 哺乳動物の概日リズムの調節を担う光受容タンパク質メラノプシンの分子特性

    • Author(s)
      塚本寿夫,ファレンスデイビッド,久保義弘,小柳光正,寺北明久,古谷祐詞
    • Organizer
      日本動物学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • [Presentation] クモにおけるピンぼけ像を用いた新規距離知覚メカニズム

    • Author(s)
      永田崇,小柳光正,塚本寿夫,佐伯真二郎,磯野邦夫,七田芳則,徳永史夫,木下充代,蟻川謙太郎,寺北明久
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学・東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Invited
  • [Presentation] Spectral characteristic of rhodopsin underlies a novel depth perception mechanism based on image defocus in a spider

    • Author(s)
      Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Hisao Tsukamoto, Shinjiro Saeki, Kunio Isono, Yoshinori Shichida, Fumio Tokunaga, Michiyo Kinoshita, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • Organizer
      15th International conference on Retinal Proteins
    • Place of Presentation
      Monte Verità, Ascona, Switzerland
  • [Presentation] クモに学ぶピンぼけ量にもとづく距離測定システム

    • Author(s)
      小柳光正
    • Organizer
      ネイチャー・インダストリー・アワード
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センタービル(大阪府大阪市)
  • [Presentation] 光受容タンパク質の性質と視覚機能の意外な関係 ~ハエトリグモのピンぼけ像に基づく奥行き知覚~

    • Author(s)
      小柳光正
    • Organizer
      第9回北大若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      北海道大学・学術交流会館(北海道札幌市)
    • Invited
  • [Remarks] 大阪市立大学大学院理学研究科生体高分子機能学II研究室

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/biol/mphys/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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