2013 Fiscal Year Research-status Report
無脊椎動物の光受容タンパク質オプシン５における機能発現メカニズム
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25440167
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 高廣 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50378535)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光受容 / オプシン / シグナル伝達 |
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| Research Abstract |
近年のゲノム解析の進展から、動物の光受容タンパク質であるオプシン類は様々なものが同定されているが、分子特性や生理機能などが明らかでないものも未だ多く存在する。その１つであるOpn5グループは脊椎動物において４つのサブグループに分類され、分子特性の解析を進めてきた。本年度は、脊椎動物以外の新口動物のゲノムに見いだされるOpn5グループのオプシンについて、分子特性の解析を行った。
１．ウニとナメクジウオのゲノムに見いだされるOpn5について培養細胞系でリコンビナント体の作製を行った。その結果、11シス型レチナールを取り込んで紫外光感受性であることがわかった。また、光を受容後にＧタンパク質を活性化できることもわかった。これは、脊椎動物のOpn5mやOpn5L2と同様の性質であった。
２．脊椎動物のOpn5では、11シス型以外に全トランス型レチナールを直接結合できるものが多い。そこで、ウニやナメクジウオのOpn5について検討したところ、全トランス型レチナールの直接結合能に多様性があることがわかった。
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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
多くの動物でオプシン類の遺伝子が同定されているものの、どの波長の光を吸収するか、どのＧタンパク質を活性化するか、といった分子特性の解析が進んでいないものも多く存在している。その原因は、生体内でのタンパク質の含有量が非常に少なく、また培養細胞などでリコンビナント体を作製することが困難なためであった。実際に、ウニにもオプシン類がいくつか同定されているものの、これまでにリコンビナント体を作製し分子特性の解析に成功したものはなかった。本年度の研究では、これまでのリコンビナント体作製のノウハウを生かしていくつかのコンストラクトを構築することにより、ウニとナメクジウオのOpn5の分子特性の解析に成功した。この結果は、次年度以降に予定しているOpn5の分子特性の多様性を明らかにしそれをもたらすアミノ酸残基の同定といった分子基盤の解析へと道を拓くものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．近年のゲノム解析の進展から、ウニやナメクジウオ以外の新口動物にもOpn5遺伝子が存在することがわかった。そこで、これらの分子特性の解析を行い、ウニやナメクジウオのものと比較する。
２．脊椎動物を含めた新口動物のOpn5は、吸収する光波長や結合するレチナール異性体などの分子特性が多様化している。そこで、この多様化をもたらすアミノ酸残基の同定を試みる。
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