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2012 年度 実績報告書

視物質と視細胞の機能多様化メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 20227002
研究機関京都大学

研究代表者

七田 芳則  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60127090)

研究分担者 山下 高廣  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50378535)
今元 泰  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80263200)
研究期間 (年度) 2008-05-12 – 2013-03-31
キーワード視覚 / 視物質 / 機能多様性 / 分子メカニズム / マウスモデル
研究概要

交付申請書に記載の実験計画に沿って、下記の実験を行った。
1.ナノディスクにロドプシンと錐体視物質を組み込みこれらの分子特性を比較検討した。まず、ナノディスク中と天然の視細胞膜中のウシロドプシンの分子特性を比較し、ナノディスクが天然の視細胞内での環境をミミックしていることを確認した。その後、ナノディスク中での錐体視物質とロドプシンとの分子特性を比較し、錐体視物質のGタンパク質活性化効率がロドプシンに比べて低いことを明らかにし、野生型と錐体視物質をノックインしたマウスモデルの桿体の応答特性の違いの主な原因がGタンパク質活性化効率の違いであることを明らかにした。
2.視細胞の暗ノイズの原因となる桿体視物質(ロドプシン)と錐体視物質の熱異性化の頻度を、生化学的手法を用いてin vitroで測定した。その結果、電気生理学的に測定した桿体視細胞と、錐体視物質をノックインした桿体視細胞の暗ノイズの比を再現できることがわかった。つまり、視細胞の暗ノイズの分子メカニズムを生化学的に解析できることが明らかになった。
3.錐体視物質を桿体にノックインしたマウスモデルに、錐体視物質をさらにトランスジェニックし、桿体中での錐体視物質の量を増加させることに成功した。しかし、視細胞の変性は起こることがわかった。
4.Opn5グループの他の2つのサブグループ(Opn5L1およびOpn5n)の分子特性を解析した。その結果、Opn5L1はall-trans-retinalとのみ結合する化学受容体として機能し、Opn5nはこれまでに検討したOpn5mとOpn5L2とは異なり、可視光受容体であることを発見した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chloride-dependent spectral tuning mechanism of L-group cone visual pigments.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 52 ページ: 1192-1197

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glutamate acts as a partial inverse agonist to metabotropic glutamate receptor with a single amino Acid mutation in the transmembrane domain.2013

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa, M.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 288 ページ: 9593-9601

    • DOI

      10.1074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative studies on the late bleaching processes of four kinds of cone visual pigments and rod visual pigment.2012

    • 著者名/発表者名
      Sato, K.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 ページ: 4300-4308

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical properties of mammalian melanopsin.2012

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 ページ: 5454-5462

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique haplotype in exon 3 of cone opsin mRNA affects splicing of its precursor, leading to congenital color vision defect.2012

    • 著者名/発表者名
      Ueyama, H.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 424 ページ: 152-157

    • DOI

      10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic analysis of the effect of chloride on the active intermediates of the primate L group cone visual pigment.2012

    • 著者名/発表者名
      Morizumi, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 ページ: 10017-10023

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [学会発表] Rod and cone visual pigments: Molecular properties and functional diversity2012

    • 著者名/発表者名
      Shichida, Y.
    • 学会等名
      15th International Conference on Retinal Proteins.
    • 発表場所
      Ascona, Switzerland
    • 年月日
      20120930-20121005
    • 招待講演
  • [学会発表] 非哺乳類脊椎動物が持つ光受容タンパク質Opn5L2の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山下高廣
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120913-20120915
  • [学会発表] 非哺乳類脊椎動物が持つ光受容タンパク質Opn5L1の分子特性解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵太
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120913-20120915
  • [学会発表] マウスメラノプシンの光応答特性2012

    • 著者名/発表者名
      松山オジョス武
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120913-20120915
  • [学会発表] 新規Opn5類似タンパク質の分子特性解析2012

    • 著者名/発表者名
      湯本茜
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120912-21020915

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公開日: 2014-07-24  

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