松果体関連器官における色識別機構の進化と多様性の解析

• 研究課題/領域番号: 13J05782
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 和田 清二 奈良女子大学, 理学部, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 松果体 / ゼブラフィッシュ / ヤツメウナギ / 光受容

研究実績の概要

前年度に続き、ゼブラフィッシュの松果体に存在するUV光と可視光の波長識別に関与する光受容細胞からの光応答の記録を試みた。具体的な手法としては、蛍光カルシウムセンサーであるGCaMP6sを波長識別のUV光受容タンパク質のプロモーター配列下で発現させ、UV（380 nm）、可視光 (570 nm) 刺激に対する蛍光強度の変化を蛍光イメージングにより解析した。その結果、UV刺激により蛍光強度の減少、可視光刺激により蛍光強度の上昇が観察された。このことは、UVにより細胞内のカルシウムイオンが減少し、可視光に対してカルシウムイオンが増加したことを示している。すなわち、ゼブラフィッシュ松果体の波頭識別に関わる光受容細胞は、光の波長に対して拮抗的な反応を示すことを初めて示した。すなわち、前年度までにおいて、組織学的な解析から一１つの光受容細胞において波長識別がなされる可能性を示唆していたが、その可能性を直接強く支持する光応答を生理学的な解析（カルシウムイメージング）により得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Diversification of non-visual photopigment parapinopsin in spectral sensitivity for diverse pineal functions (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, S. Wada, E. Kawano-Yamashita, Y. Hara, S. Kuraku, S. Kosaka, K. Kawakami, S. Tamotsu, H. Tsukamoto, Y. Shichida, A. Terakita
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 13 号: 1 ページ: 73-73
  • DOI: 10.1186/s12915-015-0174-9
  • NAID: 120005758203
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Activation of Transducin by Bistable Pigment Parapinopsin in the Pineal Organ of Lower Vertebrates (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, S. Wada, H. Tsukamoto, T. Nagata, A. Terakita
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 10 ページ: e0141280
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0141280
  • NAID: 120006346629
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Identification of a visible light-sensitive pigment underlying the wavelength discrimination in the lamprey pineal organ (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田 清二、 山下 （川野） 絵美、 保 智己、 小柳 光正、 寺北明久
  • 学会等名: the 7th Asia & Oceania Conference on Photobiology
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] 円口類松果体の波長依存的な拮抗反応を生み出すメカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田 清二、 山下 （川野） 絵美、 保 智己、 小柳 光正、 寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会 第86回 新潟大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] Identification of a visible light-sensitive pigment involved in the wavelength discrimination in the lamprey pineal organ (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田清二
  • 学会等名: 16th International Conference on Retinal Proteins
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-10
• [学会発表] ヤツメウナギ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 円口類ヤツメウナギの脳深 部に発現する非視覚オプシ ンの組織学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下（川野）絵美、和田清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の 波長識別に関わる神経投射 の組織学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小坂成章、和田清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回 仙台大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 円口類ヤツメウナギ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田清二
  • 学会等名: 第18回 日本光生物学協会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-08-22 – 2014-08-23
• [学会発表] UV-sensitive parapinopsin in the iguana parietal eyes (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田 清二
  • 学会等名: The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
  • 発表場所: シドニー
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] 硬骨魚類松果体の波長識別に関わる光受容タンパク質の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田 清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 円口類ヤツメウナギの眼外光受容に関わるオプシンの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下 (川野) 絵美・和田 清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の神経投射の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小坂 成章・和田 清二
  • 学会等名: 日本動物学会 第84回 岡山大会 2013
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Investigation of the molccular basis of the wavelength discrimination in the lamprey pineal organs (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田 清二
  • 学会等名: 2013日本比較生理生化学会 第35回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2013-07-13