2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the singularity phenomenon in the evolution of eyes
Publicly Offered Research
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
21H00435
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小柳 光正 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30379276)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / 分子進化 / 突然変異 / 人為選択 / ロドプシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「分子レベルの進化と表現型レベルの進化をつなぐ」、すなわちDNAに生じた突然変異がタンパク質の機能や発現パターンの変化を引き起こし、細胞の機能を変え、より高次の表現型の進化へとつながる、この一連の進化プロセスを理解することは、進化学に残された最重要課題の一つである。このプロセスの中で、DNAの突然変異からタンパク質機能の進化に至るプロセスについては、試験管内進化実験などの構成的アプローチによって盛んに研究されているが、タンパク質レベルの進化以降のプロセスについては、人工進化実験での再現が困難であることから、実証的研究はほとんどない。
そこで本研究では、眼を持たない線虫に、光遺伝学の技術を用いて光感覚・眼点を付与することで、光感覚・眼の初期進化プロセスの再構成を試み、光感受性の獲得以降、すなわち細胞機能の進化以降のプロセスの解析を目指す。令和4年度は、光遺伝学の手法を用いて光感覚を付与した線虫に対して人工進化実験を行い、以下の成果を得た。
・「紫外光で止まり緑色光で動き出す線虫」に対して、変異原処理および紫外光感度の低下によるセレクションを行った結果、数世代で、光受容タンパク質の発現量の低下による線虫の光感度の減少を引き起こすことに成功した。
・「光を忌避する線虫」に対して、変異原処理および光感度の上昇によるセレクションを行った結果、数世代で、線虫の光感度の上昇を引き起こすことに成功した。
・「光を忌避する線虫」において生じた光感度の上昇について、ゲノム解析による責任変異の同定を行った。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(38 results)
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[Journal Article] Optogenetic manipulation of Gq- and Gi/o-coupled receptor signaling in neurons and heart muscle cells2022
Author(s)
Hanako Hagio, Wataru Koyama, Shiori Hosaka, Aysenur Deniz Song, Janchiv Narantsatsral, Koji Matsuda, Tomohiro Sugihara, Takashi Shimizu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita, Masahiko Hibi
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Journal Title
bioRxiv
Volume: -
Pages: -
DOI
Open Access
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