昆虫へ概日リズムに関与する光受容体の同定と作用スペクトルの測定〜その生態的意義

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01560273
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 塚原 保夫 東北大学, 応用情報学研究センター, 教授 (60004587)
• 研究分担者: 磯野 邦夫 東北大学, 応用情報学研究センター, 助手 (70124550) ; 尾田 義治 東北大学, 名誉教授, 名誉教授 (30005996)
• キーワード: 概日リズム / 光受容 / 体内時計

研究概要

計時機構における最も有効な制御因子としての光の受容体については、無脊推動物ではその実体はもちろん、光受容体の作用スペクトルなど基本的な特性についても明らかにされていない。本研究ではシヨウジヨウバエの視覚系突然変異体を用いて歩行活動リズムに対する光の効果を、種々の異なる波長や強度、および光周期とその位相を変化させて観察した。野生型のシヨウジヨウバエを12L:12Dの明暗サイクルに同調させた後、恒暗下で1日1回、白色パルス光で大きな位相反応の起こる位相時間(本研究では最大位相遅延の起こるCT16をもちいた。)に白色光の代りに一定波長、強度の単色光を与える。位相のずれ(phase shift)の起こる光強度の域値を各波長で求めたところ、約500nmの波長附近に最大感度があることがわかった。これは複眼では主要な視細胞である周辺視細胞R1-6または中心視細胞の一つR8とさほど異ならないが、紫外受容細胞R7とは大きく掛け離れていた。一方パルス光で与えた15分間に同期して、歩行活動は一時的に顕著に増大するが、この活動の変化には必ずしもその後の位相変化が伴わないことがわかった。複眼と3個の単眼の一方、あるいはその両者を欠除する突然変異体を用いてこれを調べたところ、複眼がこのパルス光に対して反応する主要な受容器であることが明らかになった。これらの結果は計時機構の光入力に対して従来考えられていたのと異なり、視覚系が何らかの形で関与する可能性を示唆している。

研究成果

• [文献書誌] I.G.Gleadall, T.Hariyama, Y.Tsukahara.: "The visual pigment chromophores in the retina of insect compound yes,with special referenc to the coleptera." J.Insect Physiol.35. 787-795 (1989)
• [文献書誌] T.Hariyama,I.G.Gleadall,L.Liao,E.Gleadall,Y.Tsukahara.: "Deteils of the production of monoclonal antibodies to demonstrate the presence(in winter)of more than one type of opsin in the retinal Cells of the Crayfish,Procambarus clarkill Girard." Ann.Appl.Information Sci.14. 101-113 (1989)
• [文献書誌] 塚原保夫,香坂昌紀: "清史稿「災異志」による清代大蝗の地理的分布" 応用情報学研究年報. 14. 93-100 (1989)
• [文献書誌] 磯野邦夫・尾田義治・伊藤彰則・本郷哲・宮内雅夫・原田敦・武蔵昭一・塚原保夫: "生体概日周期活動の長期自動記録とその解析システム" 応用情報学研究年報. 15. 155-166 (1990)