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2020 年度 実施状況報告書

ロドプシンを用いたGPCR関連生理機能の新しい探索ストラテジー

研究課題

研究課題/領域番号 20K21433
研究機関大阪市立大学

研究代表者

小柳 光正  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30379276)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード光遺伝学 / GPCR / 感覚 / 生理学
研究実績の概要

Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、ヒトゲノム中に約800種存在する大きな受容体ファミリーで、さまざまな生命機能を担う重要な分子である。しかしながら、作動薬(リガンド)が同定されないGPCRについては生理機能の解析が進まず、その結果、現在でも多数のGPCRは生理機能が不明のままになっている。
そこで本研究では、光感受性GPCRであるロドプシン類を代替受容体として、すなわち光を代替リガンドとして用いることで、リガンドが不明なまま、機能未知GPCRが関わる生理機能を明らかにするという、新しいGPCR研究ストラテジーの確立に挑戦している。その結果、2020年度は以下の研究成果を得た。

・このストラテジーの実証として、生理機能が予想しやすいフェロモン応答に着目し、ゼブラフィッシュのフェロモン受容体遺伝子のプロモーターの取得とプロモーターの制御下で蛍光タンパク質を発現する遺伝子導入ゼブラフィッシュの作出に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

フェロモン受容体遺伝子のプロモーターの取得とそれを用いた遺伝子導入体の作出については極めて順調であるが、コロナ禍による研究の制限により、全体的に研究に若干の遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

作出した遺伝子導入ゼブラフィッシュの詳細な解析を行い、フェロモン受容細胞の形態、投射先、シグナル伝達系などを明らかにするとともに、新ストラテジーの鍵となる、光受容タンパク質遺伝子のフェロモン受容細胞への導入を試みる。

次年度使用額が生じた理由

(理由)コロナ禍による研究の制限によって、予定していた物品購入に遅れが出たため次年度使用額が生じた。

(使用計画)次年度使用額は、予定していた物品を速やかに購入することで使用する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Manchester(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Manchester
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institute
  • [国際共同研究] Institut de la Vision(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut de la Vision
  • [国際共同研究] The University of Toledo(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The University of Toledo
  • [雑誌論文] Functional identification of an opsin kinase underlying inactivation of the pineal bistable opsin parapinopsin in zebrafish2021

    • 著者名/発表者名
      Baoguo Shen, Seiji Wada, Haruka Nishioka, Takashi Nagata, Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 雑誌名

      Zoological letters

      巻: 7(1) ページ: 1

    • DOI

      10.1186/s40851-021-00171-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visual and nonvisual opsin genes of sharks and other nonosteichthyan vertebrates: Genomic exploration of underwater photoreception2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Yamaguchi, Mitsumasa Koyanagi, Shigehiro Kuraku
    • 雑誌名

      Journal of evolutionary biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/jeb.13730

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] From extraocular photoreception to pigment movement regulation: a new control mechanism of the lanternshark luminescence2020

    • 著者名/発表者名
      Laurent Duchatelet, Tomohiro Sugihara, Jerome Delroisse, Mitsumasa Koyanagi, Rene Rezsohazy, Akihisa Terakita, Jerome Mallefet
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 10(1) ページ: 10195

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67287-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The non-visual opsins expressed in deep brain neurons projecting to the retina in lampreys2020

    • 著者名/発表者名
      Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Seiji Wada, Tomoka Saito, Tomohiro Sugihara, Satoshi Tamotsu, Akihisa Terakita
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 10(1) ページ: 9669

    • DOI

      10.1038/s41598-020-66679-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 奥行き知覚を支えるハエトリグモ視物質の特徴的な吸収スペクトルの獲得2020

    • 著者名/発表者名
      小柳光正、永田崇、寺北明久
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける松果体光情報の処理に関わる脳部位候補の解析2020

    • 著者名/発表者名
      和田清二、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける松果体光応答:「色検出」とその脳投射2020

    • 著者名/発表者名
      和田清二、沈宝國、山下(川野)絵美、永田崇、日比正彦、保智己、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の色検出を担う光受容タンパク質の不活性化機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      沈宝国、和田清二、西岡春香、杉原智博、永田崇、橘木修志、山下(川野)絵美、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ網膜におけるメラノプシンの視覚への関与に関する解析2020

    • 著者名/発表者名
      真野桃歌、和田清二、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
  • [学会発表] Investigation of opsins in the reef-building coral, Acropora tenuis, exhibiting a light-response behavior at the larval stage2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai, Hisao Tsukamoto, Naoto Ueno, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第42回山形大会
  • [学会発表] Functional analysis of melaonpsin expressed in retinal horizontal cells of zebrafish2020

    • 著者名/発表者名
      真野桃歌、和田清二、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第42回山形大会
  • [学会発表] Investigation of opsin-like GPCRs identified in a primitive multicellular animal.2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋直樹、小柳光正、寺北明久
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第42回山形大会
  • [学会発表] Comparative investigation of G protein activation ability of members of a non-visual opsin, Opsin3 group.2020

    • 著者名/発表者名
      Taishi Shirata, Tomohiro Sugihara, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第42回山形大会
  • [学会発表] Toward a new method for selective activation of a non-visual opsin2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki, Tomohiro Sugihara, Seiji Wada, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      42nd Annual Meeting of The Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
  • [学会発表] Histological investigation of deep brain photoreceptors in the larval and adult lampreys2020

    • 著者名/発表者名
      Emi Kawano-Yamashita, Nanaho Yura, Mitsumasa Koyanagi, Seiji Wada, Akihisa Terakita, Satoshi Tamotsu
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第42回大会
  • [学会発表] 奥行き知覚を支えるハエトリグモのロドプシンの分子進化2020

    • 著者名/発表者名
      小柳光正、永田崇、寺北明久
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
  • [学会発表] 造礁サンゴAcropora tenuisの幼生における光応答的な遊泳行動と成体の分布パターンへの影響2020

    • 著者名/発表者名
      酒井祐輔、加藤輝、小山宏史、Alyson Kuba、高橋弘樹、藤森俊彦、服田昌之、Andrew Negri、Andrew Baird、上野直人
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
  • [図書] Optogenetics2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi, Tomoka Saito, Seiji Wada, Takashi Nagata, Emi Kawano-Yamashita, Akihisa Terakita
    • 総ページ数
      675
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-15-8762-7
  • [備考] 大阪市立大学大学院理学研究科生物地球系専攻 生体高分子機能学II研究室

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/biol/mphys/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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