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光は動物にとって重要な刺激の一つであり、視覚への利用がよく知られている。一方、動物は光を視覚以外の目的に使っていることが示唆されており、近年、その仕組みや役割が注目されている。本研究め目的は、視覚以外の光受容について分子レベルから神経レベルまでの機能解析を行い、将来の生理機能解析への手がかりを得ることである。本年度は、松果体で機能するパラピノプシンを中心に、視覚以外で機能すると考えられているロドプシン類について、光受容細胞の分布や神経ネットワークの解明を目指し、各遺伝子のプロモーターの取得およびその制御下でGFPや毒素を発現する以下のトランスジェニック(Tg)ゼブラフィッシュを作製し解析を行った。
・松果体色識別を担うと考えられる2種類のパラピノプシンについて、発現する細胞をそれぞれ別の蛍光分子であるEGFP、RFPで標識するTgゼブラフィッシュを得た。このTgフィッシュの組織学的解析によって、松果体における色識別のための神経ネットワークの可視化に成功した。
・松果体色識別の生理的役割の解明に必要なパラピノプシン発現細胞に選択的に毒素を発現させるTgゼブラフィッシュを作製することに成功した。
・哺乳類において網膜神経節細胞に発現し概日リズムの光センサーとして機能するメラノプシンのゼブラフィッシュホモログの1種について、そのプロモーターの制御下でEGFPを発現するTgゼブラフィッシュを得た。その結果メラノプシン発現細胞の可視化に成功し、ゼブラフィッシュにおいては、メラノプシンは水平細胞に発現していることが明らかとなった。
以上、本研究で作製したTgゼブラフィッシュの解析によって、動物の多様な視覚外光利用の神経レベルの解明が大きく進んだと考えられる。
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