異なる温度で生合成される二種類の光受容分子一次構造差と機能変化の解析

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01621502
• 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: 針山 孝彦 東北大学, 応用情報学研究センター, 助手 (30165039)
• キーワード: アメリカザリガニ / レチナ-ル / 3ーデヒドロレチナ-ル / スペクトル応答 / モノクロ-ナル抗体 / cDNA / 年周変化 / ラブド-ム

研究概要

アメリカザリガニの網膜にはレチナ-ルと3-デヒドロレチナ-ルが含まれその含有率は年周期に伴い変化する。特に夏期にはレチナ-ルのみとなる。この変化は主に温度環境によるものであり、実験室内で再現できる。細胞内記録法により、各視細胞のスペクトル応答を記録すると、夏期には一種類の視細胞(λmax=600nm)のみが確認され、夏期以外の季節には(以下冬期)、四種類の応答を示す視細胞(λmax=560と600nmの半値幅の狭い曲線、及びλmax=600と640nmの半値幅の広い曲線)が確認された。夏期の応答曲線に比べて冬期には短波長側に応答極大を持つものが見いだされたが、単波長光照射実験により、短波長光はレチナ-ルが多く吸収し、長波長光はは3-デヒドロレチナ-ルが多く吸収することが確認された。これらの結果から冬期には、新たなオプシンが少なくとも一つ生合成され、二種類のオプシンと二種類の発色団とのそれぞれの組合わせによる四種の視物質が存在している事が考察された。この事を証明するためにまずモノクロ-ナル抗体を、ラブド-ムから界面活性剤で抽出した膜蛋白等を抗原とし、マウスを用いて作成した。モノクロ-ナル抗体は、全てのラブド-ムと結合する抗体、近位視細胞のラブド-ムと結合するもの、ラブド-ムの一部と結合するもの等が得られた。これらの抗体は約3.5kdalの蛋白と結合した。これにより、二種の異なる光受容分子が独立して光受容細胞内に存在していることが強く示唆された。その後、1,000個のザリガニ網膜から始めて、網膜のmRNAの採取に成功しcDNAを作成し、ライブラリ-を作成した。これらのライブラリ-作成には上記のモノクロ-ナル抗体によるスクリ-ニングを行い、現在までに3個の抗体ポジティブなコロニ-を得ており、スクリ-ニングを続行すると同時に、一次構造の解明に努力している。

研究成果

• [文献書誌] Hariyama,T.: "Details of the production of monoclonal antibodies to demonstrate the presence(in winter)of morc than one type of opsin in the retinula cells of the crayfish,procambarus clarkii Girard." The Amals of Applied Information Sciences.14. 101-113 (1989)
• [文献書誌] Gleadall,I.G.: "The visual piqment chromophores in the retina of insect compound eyes,with special reference to the coleoptera." J.Insect Physiol. 35. 787-795 (1989)
• [文献書誌] 針山孝彦: "視覚情報の第一段階=外界のデ-タをいかに生物は入力するか。" 応情研年報. 15. 81-87 (1990)
• [文献書誌] Hariyama,T.: "Seasonal variation of spectral sensitivity in crayfish retinu la cells" Comp.Biochem.Physiol. 91A. 529-533 (1988)
• [文献書誌] Isono,K.: "Dependency on Light and VitaminA Derivatives of the Biogenesis of 3-Hydroxyretinal and Visual Pigment in the Compound Eyes of Drosophila melanogaster" J.Gen.Physiol. 92. 587-600 (1988)