2015 Fiscal Year Annual Research 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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| 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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| Outline of Annual Research Achievements |
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。そこで、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解析を行い、並行して行う脊椎動物のOpn5の解析と比較を行った。
１．脊椎動物以外の新口動物のゲノムに見いだされるOpn5遺伝子のうち、頭索動物（ナメクジウオ）と棘皮動物（ウニ、ヒトデ）のものについて、分子特性を解析した。これらはすべて11シス型レチナールを結合し紫外光感受性を示し、光受容後にＧタンパク質を活性化した。これは、脊椎動物の４つのサブタイプのうち２つ（Opn5m、Opn5L2）と同じであった。バフンウニを用いてOpn5遺伝子の発現部位の解析を行ったところ、in situ hybridization法で成体の感覚器官と言われる管足の一部に発現を見いだした。また、初期発生においてもmRNAを限局して発現するステージがあることを確認した。このことから、バフンウニは幅広い発生段階で紫外光を利用している可能性が示唆された。
２．多くの魚類のゲノムには、Opn5mのパラログであるOpn5m2遺伝子を見いだすことができる。この遺伝子を解析したところ、リコンビナント体では11シス型レチナールを結合し紫外光感受性を示し、Opn5mと共通であった。一方、Opn5m2は全トランス型レチナールを直接結合できず、Opn5mと異なる性質であった。また、魚類ではOpn5mとOpn5m2遺伝子が網膜と脳内の様々な細胞に発現していることがわかり、多くの領域で紫外光を感受する能力を有していることが示唆された。
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