松果体紫外光受容細胞の特性および機能解明-分子から個体レベルまでの解明-

• 研究課題/領域番号: 15570063
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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: 保 智己 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (60188448)
• 研究分担者: 大石 正 奈良女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (30112098)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 松果体 / 光受容細胞 / 紫外光 / ヤツメウナギ / 光再生 / パラピノプシン / 視物質 / ギャップ結合 / 円口類 / 光感受性蛋白質 / 光受容蛋白質

研究概要

カワヤツメ松果体において新規の紫外光受容蛋白質が発現していることが明らかとなった。この紫外光受容蛋白質はこれまでパラピノプシンを呼ばれていたグループに分類される。この光受容蛋白の吸収特性を調べた結果、通常の脊椎動物の視物質は光照射を受けると最終的にはオプシン(蛋白)とレチナール(発色団)に分離するが、この紫外光受容蛋白は可視光によって光再生することが証明された。この視物質遺伝子が発現している細胞を特定するために、In situハイブリダイゼーションを行った。その結果この視物質は終末嚢では背側部に局在していた。さらに組織学的な解析に加えて、電機生理学的な解析も行った。その結果、この紫外光受容蛋白質が発現している細胞は他の松果体光受容細胞と同様に過分極性応答を示すことを明らかにした。また波長感度特性を調べた結果、この細胞が実際の細胞においても紫外光を感受していることを証明した。これによって分子レベルでの特性が細胞においても現れていることが実証された。
さらに、この紫外光受容細胞が形成する神経機構を明らかにするために高感度の紫外光受容細胞を認識する抗体を作製することにした。作製された抗体は多量の光感受性蛋白質を含む外節部だけでなく、細胞体や基底突起までも標識できた。この抗体を用いた研究から、紫外光受容細胞は通常のロドプシン陽性細胞に比べて、長い基底突起を有していた。さらに隣接する細胞とこの基底突起によって接触していることが明らかなった。このことから紫外光受容細胞は互いに神経連絡していることが示唆された。電気生理学的に紫外光受容細胞であることを確認した後に細胞トレーサーを電気泳動的に細胞内に注入する実験を行った。その結果から基底突起間の接触はギャップ結合によるものであることが明らかとなった。以上の結果から紫外光受容細胞は相互に神経連絡し、天井部全体で紫外光を受容していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Vitellogenin-immunohistochemistry in the liver and the testis of the medaka, Oryzias latipes, exposed to 17-β-estradiol and p-nonylphenol. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Tamotsu S, Yasuda K, Oishi T
  • 雑誌名: Zool. Sci. 22 ページ: 471-479
  • NAID: 110006281817
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Change in the distribution of tenascin and fibronectin in-the mouse ovary during folliculogenesis, atresia, corpus luteum formation and luteolysis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yasuda K, Hagiwara E, Takeuchi A, Mukai C, Matsui C, Sakai A, Tamotsu S.
  • 雑誌名: Zool. Sci. ページ: 237-245
  • NAID: 110006281795
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vitellogenin-immunohistochemistry in the liver and the Testis of the Medaka, Oryzias latipes, exposed to 17-□-estradiol and p-nonylphenol. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K., Tamotsu S., Yasuda K., Oishi T.
  • 雑誌名: Zool.Sci. 22 ページ: 471-479
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Change in the distribution of tenascin and fibronectin in the mouse ovary during folliculogenesis, atresia, corpus luteum for mation and luteolysis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yasuda K, Hagiwara E, Takeuchi A, Mukai C, Matsui C, Sakai A, Tamotsu S.
  • 雑誌名: Zool.Sci. 22 ページ: 237-245
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of estrogen (17□-estradiol) and p-nonylphenol on the development of immune organs in male Japanese quail. (2005)
  • 著者名/発表者名: Razia, S., Soda, K., Yasuda, K., Tamotsu, S., Oishi, T.
  • 雑誌名: Environ.Sci. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Allelopathic effects of volatile monoterpenoids produced by Salvia leucophylla : inhibition of cell proliferation and DNA synthesis in the root apical meristem of Brassica campestris seedlings. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Tamotsu S, Nagata N, Saito C, Sakai A
  • 雑誌名: J.Chem.Ecol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 松果体の光感覚と紫外光受容 (2004)
  • 著者名/発表者名: 保 智己, 川野絵美
  • 雑誌名: 比較生理生化学 21・4 ページ: 185-194
  • NAID: 10025857824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bistable UV pigment in the lamprey pineal (2004)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi M, Kawano E, Kinugawa Y, Oishi T, Shichida, Y, Tamotsu S, Terakita A
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 101・17 ページ: 6687-6691
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photoperiodic response of serotonin- and galanin-immunoreactive neurons of the paraventricular organ and infundibular nucleus in Japanese quail, Coturnix coturnix japonica (2004)
  • 著者名/発表者名: Haida Y, Ubuka T, Ukena K, Tsutsui K, Oishi T, Tamotsu S
  • 雑誌名: Zoological Science 21 ページ: 575-582
  • NAID: 110006281459
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bistable UV pigment in the lamprey pineal. (2004)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi, M., Kawano, E., Kinugawa, Y., Oishi, T., Shichida, Y., Tamotsu, S., Terakita, A.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci (USA) 101 ページ: 6687-6691
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoperiodic responses of serotonin- and galanin-immunoreactive neurons of the paraventricular organ and Infundibular nucleus in Japanese quail, Coturnix coturnix japonica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Haida, Y., Ubuka, T., Ukena, K., Tsutsui, K., Oishi, T., Tamotsu, S.
  • 雑誌名: Zool.Sci. 21 ページ: 575-582
  • NAID: 110006281459
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of the neuropeptides in the paraventricular organ of the Japanese grass lizard, Takydromus tachydromoides. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawano E, Oishi T, Ukena K, Tsutsui K, Tamotsu S.
  • 雑誌名: Trends in Comparative Endocrinology (Oishi T, Tsutsui K, Tanaka S, Kikuyama S, eds) ページ: 331-333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immunohistochemical localizatio of the neurotransmitters and neuromodulatores in the hypothalamus of Japanese quail. (2004)
  • 著者名/発表者名: Haida Y, Oishi T, Tamotsu S.
  • 雑誌名: Trends in Comparative Endocrinology (Oishi T, Tsutsui K, Tanaka S, Kikuyama S, eds) ページ: 444-446
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analysys ofvitellogenin related proteins in estradiol treated medaka (Oryzias latipes). (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Sakai A, Tamotsu S, Oishi T.
  • 雑誌名: Trends in Comparative Endocrinology (Oishi T, Tsutsui K, Tanaka S, Kikuyama S, eds) ページ: 505-507
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impact of estrogen (17□-estradiol) and p-nonylphenol on the development of the bursa of Fabricius in Japanese quail (Coturnix coturnix japonica). (2004)
  • 著者名/発表者名: Razia S, Maegawa Y, Tamotsu S, Oishi T.
  • 雑誌名: Trends in Comparative Endocrinology (Oishi T, Tsutsui K, Tanaka S and Kikuyama S, eds) ページ: 517-519
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Circadian rhythms in amphibians and reptiles : Ecological implications. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oishi, T., Nagai, K., Harada, Y., Naruse, M., Ohtani, M., Kawano, E., Tamotsu, S.
  • 雑誌名: Biological Rhythm Research 35 ページ: 105-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bistable UV pigment in the lamprey pineal (2004)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi M, Kawano E, Kinugawa Y, Oishi T, Shichida, Y. Tamotsu S, Terakita A
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 101・17 ページ: 6687-6691
• [雑誌論文] Photoperiodic response of serotonin- and galanin-immunoreactive neurons of the paraventricular organ and infundibular nucleus in Japanese quail, Coturnix coturnix japonica (2004)
  • 著者名/発表者名: Haida Y, Ubuka T, Ukena K, Tsutsui K, Oishi T, Tamotsu S
  • 雑誌名: Zoological Sciences 21 ページ: 575-582
  • NAID: 110006281459
• [雑誌論文] In vivo activation of pro-form Bombyx cysteine protease(BCP) in silkmoth eggs : localization of yolk proteins and BCP, and acidification of yolk granules. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamahama Y., Uto N., Tamotsu S., Miyata T., Yamamoto Y., Watabe S., Takahashi S.Y.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 49 ページ: 131-140
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Koyanagi M, Kawano E, Kinugawa Y, Oishi T, Shichida, Y: "Bistable UV pigment in the lamprey pineal"Proceedings of the National Academy of Sciences. In press. (2004)
• [文献書誌] Haida Y, Ubuka T, Ukena K, Tsutsui K, Oishi T, Tamotsu S: "Photoperiodic response of serotonin- and galanin-immunoreactive neurons of the paraventricular organ and infundibular nucleus in Japanese quail. Co"Zoological Science. In press. (2004)