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動物の多様なロドプシン類を利用した新しい光遺伝学的技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 25650117
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 動物生理・行動
研究機関大阪市立大学

研究代表者

寺北 明久  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30212062)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード光遺伝学 / Gタンパク質共役型受容体 / ロドプシン / Gタンパク質 / 情報伝達
研究成果の概要

光受容タンパク質を神経細胞に導入し、その細胞の興奮を光により人為的に操作する光遺伝学的な技術が注目されている。光再生能を持つ3種類のロドプシン類が光遺伝学的な利用に適していることが、培養細胞を用いた実験により明らかになった。特に、ハマダラカのエンセファロプシン(Opn3)は、体内に広く存在する13シス型レチナールを結合できることを見出し、その性質が光遺伝学的な利用に極めて有効であることを発見した。ハマダラカエンセファロプシンは、細胞内cAMP濃度を減少させるが、その変異体を作成することにより、光依存的にcAMPの上昇やカルシウム濃度変化を引き起こすことに成功した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (32件) (うち招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Green-sensitive opsin is the photoreceptor for photic entrainment of an insect circadian clock2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kodama, Y. Kamae, M. Koyanagi, K. Tatewaki, E. Hassaneen, ASM Saifullah, T. Yoshii, A. Terakita and K. Tomioka
    • 雑誌名

      Zool. Let

      巻: 1 号: 1 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1186/s40851-015-0011-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of Mammalian-Like Melanopsin in Cyclostome Retinas Exhibiting a Different Extent of Visual Functions.2014

    • 著者名/発表者名
      Sun L, Kawano-Yamashita E, Nagata T, Tsukamoto H, Furutani Y, Koyanagi M, Terakita A.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9 号: 9 ページ: e108209-e108209

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0108209

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intramolecular interactions that induce helical rearrangement upon rhodopsin activation: Light-induced structural changes in metarhodopsin IIa probed by cysteine S-H stretching vibrations2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, T. Nagata, A. Terakita, H. Kandori, Y. Shichida, Y. Imamoto*
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 289 号: 20 ページ: 13792-13800

    • DOI

      10.1074/jbc.m113.527606

    • NAID

      120005741087

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional properties of opsins and their contribution to light-sensing physiology2014

    • 著者名/発表者名
      A. Terakita and T. Nagata
    • 雑誌名

      Zool. Sci

      巻: 31 号: 10 ページ: 653-659

    • DOI

      10.2108/zs140094

    • NAID

      40020231567

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ”非視覚”型光受容タンパク質Opn3とそのGPCR研究への応用2014

    • 著者名/発表者名
      小柳光正、寺北明久
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 50 ページ: 893-895

    • NAID

      130005246061

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity of animal opsin-based pigments and their optogenetic potential2014

    • 著者名/発表者名
      M. Koyanagi, A. Terakita
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1837 号: 5 ページ: 710-716

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2013.09.003

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping of the local environmental changes in proteins by cysteine scanning2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, T. Nagata, A. Terakita, H. Kandori, Y. Shichida, Y. Imamoto
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS

      巻: 10 号: 0 ページ: 1-7

    • DOI

      10.2142/biophysics.10.1

    • NAID

      130003392785

    • ISSN
      1349-2942
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハエトリグモの奥行き知覚はピンぼけ像を利用する2013

    • 著者名/発表者名
      永田崇、蟻川謙太郎、寺北明久
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 53 ページ: 209-210

    • NAID

      10031151795

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] クモに学ぶピンぼけ量にもとづく距離測定システム2013

    • 著者名/発表者名
      小柳光正、寺北明久
    • 雑誌名

      工業材料(日刊工業新聞社)

      巻: 2013年11月号 ページ: 48-52

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Contribution of a visual pigment absorption spectrum to a visual function: depth perception in a jumping spider2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata, Kentaro Arikawa and Akihisa Terakita
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS

      巻: 9 号: 0 ページ: 85-89

    • DOI

      10.2142/biophysics.9.85

    • NAID

      130003366034

    • ISSN
      1349-2942
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular basis of wavelength discrimination in the pineal organs of lower vertebrates2014

    • 著者名/発表者名
      A. Terakita
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of a visible light-sensitive pigment involved in the wavelength discrimination in the lamprey pineal organ2014

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Molecular property and distribution of mammalian-like melanopsins in lamprey and hagfish2014

    • 著者名/発表者名
      Lanfang Sun, Emi Kawano-Yamashita, Takashi Nagata, Hisao Tsukamoto, Yuji Furutani, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of molecular properties of various opsins by bioluminescence monitoring of second-messengers in cultured cells2014

    • 著者名/発表者名
      永田 崇, 杉原 智博, 小柳 光正, 寺北 明久
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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,山下(川野) 絵美,和田 清二,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒトメラノプシンとマウスメラノプシンの違い2014

    • 著者名/発表者名
      塚本 寿夫,久保 義弘,David Farrens, 小柳 光正,寺北 明久, 古谷 祐詞
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナメクジウオにおける新規光受容細胞の特徴2014

    • 著者名/発表者名
      小柳 光正,尾花 愛梨,窪川 かおる,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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,小柳 光正,和田 清二,保 智己,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ハエトリグモの第一次視覚中枢における主眼視細胞の投射様式2014

    • 著者名/発表者名
      永田 崇,木下 充代,蟻川 謙太郎,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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,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85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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,山下(川野) 絵美,保 智己,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      第18回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学・杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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解析2014

    • 著者名/発表者名
      山下(川野) 絵美,小柳 光正,和田 清二,保 智己,寺北 明久
    • 学会等名
      第18回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学・杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類メラノプシンが示す多様な分子特性2014

    • 著者名/発表者名
      塚本 寿夫,久保 義弘,David Farrens,小柳 光正,寺北 明久,古谷 祐詞
    • 学会等名
      第18回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学・杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞発現系を用いた二次メッセンジャーの濃度変化に基づくロドプシン類の分子特性の解析方法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      杉原 智博,永田 崇,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      第18回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学・杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二種類の円口類における哺乳類型メラノプシンの網膜内分布の比較2014

    • 著者名/発表者名
      孫 蘭芳,山下(川野) 絵美,永田 崇,塚本 寿夫,古谷 祐詞,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      第18回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学・杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of the molecular basis of the wavelength discrimination in the lamprey pineal organs

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita2), Satoshi Tamotsu1), Mitsumasa Koyanagi2), Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会 第35回大会
    • 発表場所
      イーグレ姫路
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A homologue of vertebrate Opn3 potentially serves as a light-sensor in non-photosensitive tissue with 13-cis retinal

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Terakita
    • 学会等名
      International Symposium Optogenetics 2013
    • 発表場所
      慶応大学・三田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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

    • 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84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 円口類ヤツメウナギ網膜におけるメラノプシン発現細胞についての組織化学的解析

    • 著者名/発表者名
      孫 蘭芳,小柳 光正,山下(川野) 絵美,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [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

    • 著者名/発表者名
      小坂 成章,山下(川野) 絵美,和田 清二,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳類メラノプシンが示す特徴的な分子特性

    • 著者名/発表者名
      塚本 寿夫,David Farrens,久保 義弘,小柳 光正,寺北 明久,古谷 祐詞
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 培養細胞を用いた非視覚型光受容タンパク質 Opn3 発現細胞の光反応性の解析

    • 著者名/発表者名
      小柳 光正,杉原 智博,永田 崇,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [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

    • 著者名/発表者名
      山下(川野) 絵美,小柳 光正,和田 清二,保 智己,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ハエトリグモの 4 層構造網膜に存在する視細胞の投射パターンの解析

    • 著者名/発表者名
      永田 崇,木下 充代,蟻川 謙太郎,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フタホシコオロギ複眼オプシンによる概日時計の光同調

    • 著者名/発表者名
      駒田 さやか,小柳 光正,寺北 明久,富岡 憲治
    • 学会等名
      日本動物学会第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 双安定性のロドプシン類の分子特性とそれらの光遺伝学への応用の可能性

    • 著者名/発表者名
      杉原 智博, 小柳 光正, 寺北 明久
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Homologues of vertebrate OPN3 as a potential light-sensor in non-photoreceptive tissue

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Terakita
    • 学会等名
      The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
    • 発表場所
      オーストラリア・シドニー, Novotel Sydney Central
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] UV-sensitive parapinopsin in the Iguana parietal eyes

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
    • 発表場所
      オーストラリア・シドニー, Novotel Sydney Central
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 松果体関連器官の波長識別の分子基盤

    • 著者名/発表者名
      寺北明久
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類メラノプシンが持つ分子特性

    • 著者名/発表者名
      塚本 寿夫、David Farrens、久保 義弘、小柳 光正、寺北 明久、古谷 祐詞
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳類メラノプシンが持つ分子特性とそれが生み出されるメカニズム

    • 著者名/発表者名
      塚本 寿夫、David Farrens、久保 義弘、小柳 光正、寺北 明久、古谷 祐詞
    • 学会等名
      平成25年度 生物物理学会中部支部 講演会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 光受容タンパク質の多様性と機能:分子特性の解析から分かったこと

    • 著者名/発表者名
      寺北明久
    • 学会等名
      「温度感受システムの進化生理学」公開セミナー
    • 発表場所
      総合研究大学院大学(葉山)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Evolution of Visual and Non-visual Pigments2014

    • 著者名/発表者名
      E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, S. Wada and A. Terakita
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 生体模倣技術と新材料・新製品開発への応用2014

    • 著者名/発表者名
      寺北明久
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      (株)技術情報協会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] オプトジェネティックス(光遺伝学)2013

    • 著者名/発表者名
      寺北明久
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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