2015 Fiscal Year Annual Research Report
桿体視細胞の暗ノイズ低減メカニズムの解明に向けた新規アプローチ
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26650119
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
七田 芳則 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60127090)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 視物質 / 視細胞 / 暗ノイズ / 生化学的手法 / 分子進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の視細胞の応答感度は、そこに発現する視物質の熱活性化に大きく依存することが分かっている。前年度は、培養細胞で作製した視物質のリコンビナント体を用いて、視物質によるＧタンパク質の熱活性化頻度を評価する実験系を確立した。そして、視物質の熱活性化は発色団レチナールの熱異性化に由来することがわかった。本年度は、この実験系を用いて視物質の熱活性化頻度を制御するアミノ酸残基の特定を行った。
１．桿体のロドプシンと錐体の錐体視物質では、ロドプシンの熱活性化頻度が非常に小さいことが確認できた。この熱活性化頻度の違いに関わるアミノ酸残基を探索したところ、２つの残基の関与が明らかとなった。そして、この２残基はロドプシンと錐体視物質の活性状態の寿命に関わる残基として既に同定していたものであった。つまり、暗状態と活性状態の両方の分子特性に大きく影響する残基であることがわかった。
２．脊椎動物の中で、カエルは通常の桿体（赤桿体）以外に緑桿体をもち、ここには青色感受性錐体視物質が発現している。この２つの桿体のおかげで薄暗がりでも色弁別をしている可能性がある。このカエルの青錐体視物質を解析したところ、他の脊椎動物の青錐体視物質に比べて熱活性化頻度が低くなっており、ロドプシン様の性質であった。そして、変異体を用いた解析により、カエルの青錐体視物質の低い熱活性化頻度に重要な１つの残基を同定した。つまり、カエルは青錐体視物質の１アミノ酸変異により熱活性化頻度を下げ、高い応答感度をもつ特異な緑桿体を獲得したと考えられた。
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[Journal Article] Diversification of non-visual photopigment parapinopsin in spectral sensitivity for diverse pineal functions.2015
Author(s)
Koyanagi M, Wada S, Kawano-Yamashita E, Hara Y, Kuraku S, Kosaka S, Kawakami K, Tamotsu S, Tsukamoto H, Shichida Y, Terakita A.
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Journal Title
BMC Biol.
Volume: 13:73
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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