脳内光受容体と生殖時計の光による制御の分子メカニズム

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480194
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 津田 基之 姫路工業大学, 理学部, 教授 (60045458)
• 研究分担者: 中川 将司 姫路工業大学, 理学部, 助手 (00212085)
• キーワード: ホヤ / 生物時計 / 光受容体 / レチナールタンパク質 / 頭神経節 / GnRH / 電気生理学 / 生殖時計

研究概要

脳の計時機構により支配されている生体リズムは生命の恒常性を維持する概日時計と種の保存を維持する生殖時計があるが、後者は年周性という長期現象ということもあり、その細胞・分子レベルの研究は進んでいない。我々は原索動物マボヤが6時間の暗保に続く明刺激により4時間後に配偶子放出をすることに注目し、生殖時計の光による調節機構の研究を始めた。我々はマボヤの脳神経節にレチナールタンパク質が局在していることをレチナールタンパク質イメージング法で明らかにした。同じ頭神経節におけるGnRHニューロン(性腺刺激ホルモン放出ホルモンニューロン)の存在がヒトのGnRH抗体を用いた免疫組織学的手法により示されていた。GnRHニューロンは規則的自発活動現象を示すことから生物時計のペースメーカーとして重要である。本研究ではGnRHニューロンの規則的自発活動現象が光により抑制されることを電気生理学的に明かとした。更に光レセプターであるロドプシンとGnRH抗体を用いて、それらの局在を研究した結果。光受容細胞とGnRHニューロンは異なり。光受容細胞で受けた光信号がシナップスを通してGnRHニューロンに情報を伝えることが明かとなった。

研究成果

• [文献書誌] Ohkuma,M.,Tsuda,M.: "Light regulated GnRH neuron, a pacemaker of biological clock for reproduction in the cerebral ganglion of ascidian, Halocynthia roretzi、"Neurosci.Lett.. 293. 5-8 (2000)
• [文献書誌] Iwasa,Tsuda,M.: "G Protein α Subunit Genes in Octopus Photoreceptor Cells."Zoological Science. 17. 711-716 (2000)
• [文献書誌] Ohkuma,M.,and Tsuda,M.: "Visualization of retinal proteins in the cerebral ganglion of ascidian, Halocynthia roretzi."Zoological Science. 17(2). 161-170 (2000)
• [文献書誌] Nakagawa,Tsuda,M.: "Action spectrum for the photoresponse of Ciona intestinails (Ascidiece, Urchodata) larva implicates retinal protein."Photochem.Photbiol. 70(3). 359-362 (1999)
• [文献書誌] Nakagawa,Tsuda,M.: "How vertebrate and invertebrate visual pigments differ in their mechanism of photoactivation."Proc.,Natl.Acad.Sci.USA. 96. 6189-6192 (1999)
• [文献書誌] 津田基之: "「光環境と生物の進化」"共立出版. 180 (2000)
• [文献書誌] 津田基之: "生物の光環境センサー"共立出版. 165 (1999)