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四色型色覚の形成機構解明に向けた錐体の分化・成熟機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K20983
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 動物生理・行動
遺伝・染色体動態
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

白木 知也  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 特任研究員 (40632352)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード視覚 / 色覚 / 錐体 / ゼブラフィッシュ / 網膜 / 光受容 / 発生 / 転写制御 / 光受容分子 / 発現制御 / 発生・分化
研究成果の概要

脊椎動物の視覚は桿体と錐体という二種類の視細胞により光が受容されることにより始まる。明所視を担う錐体には波長(色)感受性の異なる複数のタイプが存在し、これらの組み合わせにより色覚は生み出されている。脊椎動物は進化の初期において四種類の錐体タイプを獲得し、四色型色覚をもっていたと考えられている。本研究では、四種類の錐体を保持するゼブラフィッシュを用いて、これまで解析の進んでいなかった青錐体と緑錐体の確立機構を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脊椎動物は進化の初期において四種類の錐体タイプを獲得し、脊椎動物の祖先型は四色型色覚をもっていたと考えられている。しかし、分子レベルでの解析が進んでいるマウスは、このうち青から緑の中波長領域に吸収極大波長をもつ二つの光受容分子(オプシン)遺伝子を失っており、脊椎動物における四色型色覚の形成機構は未解明であった。本研究では、四種類の錐体を保持するゼブラフィッシュを用いて、青・緑錐体オプシン遺伝子の転写制御に関わる因子を同定し、四色型色覚の形成機構を明らかにした。今後、マウスや他の哺乳類、脊椎動物における解析結果との比較から、色覚形成機構の進化的変遷の解明にもつながると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Six6 and Six7 coordinately regulate expression of middle-wavelength opsins in zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Y, Shiraki T, Asano Y, Muto A, Kawakami K, Suzuki Y, Kojima D, Fukada Y.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 116 (10) 号: 10 ページ: 4651-4660

    • DOI

      10.1073/pnas.1812884116

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A tRNA-based multiplex sgRNA expression system in zebrafish and its application to generation of transgenic albino fish.2018

    • 著者名/発表者名
      Shiraki, T., and Kawakami, K.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 13386-13386

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31476-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A tRNA-based multiple sgRNA expression system toward the development of a simple and efficient conditional gene knockout method in zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
    • 学会等名
      14th International Zebrafish Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける網膜から視索前野への光入力経路の解析2019

    • 著者名/発表者名
      白木 知也、武藤 彩、川上 浩一
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A tRNA-based multiplex sgRNA expression system in zebrafish and its application to generation of transgenic albino fish2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2018 “Genome Editing and Functional Genomics”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A tRNA-based multiplex sgRNA expression system in zebrafish and its application to generation of transgenic albino fish2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of albino-transgenic zebrafish using tRNA-based multiplexed sgRNA expression2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
    • 学会等名
      第23回小型魚類研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルビノ遺伝子組み換えゼブラフィッシュの作製2017

    • 著者名/発表者名
      白木知也、川上浩一
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of transgenic-albino zebrafish using tRNA-based multiplexed sgRNA expression2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
    • 学会等名
      International Workshop on Zebrafish Neural Circuits and Behavior
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視細胞の機能分化を生み出す転写制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      白木知也
    • 学会等名
      第19回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      東京大学 山上会館 (東京)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 青や緑の色覚遺伝子を制御する分子の同定

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2019/04/research-highlights_ja/rh20190410.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] ゼブラフィッシュにおける簡便な複数sgRNA発現方法の開発

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2018/09/research-highlights_ja/20180907.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-12-28  

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