松果体で行われる色弁別の生理的役割の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22687005
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 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, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30379276)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 生理学 / 光生物学 / 感覚 / 色覚 / ロドプシン

研究概要

下等脊椎動物は、眼以外にも松果体という脳の一部で、環境光に含まれるUV光と可視光の比率、すなわち“色”情報を得ていることが古くから知られている。本研究で私たちは、さまざまな下等脊椎動物に対して、松果体色弁別のUV光受容タンパク質であるパラピノプシンを起点とした解析を行い、松果体色弁別の分子基盤の多様性と普遍性を明らかにした。さらに、パラピノプシンに着目した遺伝子導入ゼブラフィッシュを用いた解析から、松果体色弁別の生理的役割を示唆する知見を得た。また、他の眼外光受容タンパク質の機能解析にも成功し、光受容タンパク質が眼外組織で機能するために重要な性質を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Diversity of animal opsin-based pigments and their optogenetic potential (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, A. Terakita
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1837 ページ: 710-716
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2013.09.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homologs of vertebrate Opn3 potentially serve as a light sensor in nonphotoreceptive tissue (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, E. Takada, T. Nagata, H. Tsukamoto, A. Terakita
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110(13) ページ: 4998-5003
  • DOI: 10.1073/pnas.1219416110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of UV-sensitive parapinopsin in the iguana parietal eyes and its implication in UV-sensitivity in vertebrate pineal-related organs (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, A. Terakita
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(6) ページ: e39003
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0039003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution and diversity of opsins (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Terakita, E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi
  • 雑誌名: WIREs Membr Transp Signa 巻: 1 ページ: 104-111
  • DOI: 10.1002/wmts.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth perception from image defocus in a jumping spider (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, M. Koyanagi, H. Tsukamoto, S. Saeki, K. Isono, Y. Shichida, F. Tokunaga, M. Kinoshita, K. Arikawa, A. Terakita
  • 雑誌名: Science 巻: 335 ページ: 469-471
  • DOI: 10.1126/science.1211667
  • 査読あり
• [雑誌論文] 視覚の分子基盤の進化・多様性 : 動物の多様なロドプシンとシグナル伝達系の比較から何がわかるか (2011)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正, 寺北明久
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 30(3) ページ: 288-294
• [雑誌論文] Beta-arrestin functionally regulates the non-bleaching pigment parapinopsin in lamprey pineal (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, Y. Shichida, T. Oishi, S. Tamotsu, A. Terakita
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(1) ページ: e16402
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0016402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Evolution and Functional Diversity of Opsin-Based Photopigments (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, M. Koyanagi, A. Terakita
  • 雑誌名: Photobiological Sciences Online
  • URL: http://www.photobiology.info/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution and mechanism of spectral tuning of blue-absorbing visual pigments in butterflies (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Wakakuwa, A. Terakita, M. Koyanagi, D.G. Stavenga, Y. Shichida, K. Arikawa
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5(11) ページ: e15015
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0015015
  • 査読あり
• [学会発表] Functional diversity of pineal photopigment parapinopsin (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi
  • 学会等名: 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology (AOCP)
  • 発表場所: Novotel Sydney Central (Sydney, Australia)
  • 年月日: 2013-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] UV-sensitive parapinopsin in the Iguana parietal eyes (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, A. Terakita
  • 学会等名: 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology (AOCP)
  • 発表場所: Novotel Sydney Central (Sydney, Australia)
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] 分子進化学的・分子生理学的アプローチによる動物の光受容の分子基盤の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山市民会館(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] 培養細胞を用いた非視覚型光受容タンパク質 Opn3 発現細胞の光反応性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正・杉原智博・永田崇・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学・津島キャンパス(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 硬骨魚類松果体の波長識別に関わる光受容タンパク質の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田清二・山下(川野)絵美・保智己・小柳光正・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学・津島キャンパス(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の波長識別に関わる光受容細胞の神経投射の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小坂成章・山下(川野)絵美・和田清二・小柳光正・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学・津島キャンパス(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Investigation of the molecular basis of the wavelength discrimination in the lamprey pineal organs (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, E. Kawano-Yamashita, S. Tamotsu, M. Koyanagi, A. Terakita
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第35回大会
  • 発表場所: イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
  • 年月日: 2013-07-13
• [学会発表] 下等脊椎動物の波長識別能を持つ松果体における光受容タンパク質の同定と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和田清二・山下(川野)絵美・保智己・小柳光正・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 松果体UV 光受容タンパク質パラピノプシンと共役するG タンパク質の免疫組織化学的同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下(川野)絵美・小柳光正・和田清二・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学・豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 光受容タンパク質の分子進化と生理機能との連関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正
  • 学会等名: 日本進化学会第14回大会
  • 発表場所: 首都大学東京・南大沢キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2012-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] 下等脊椎動物における松果体関連器官の波長識別システムの多様性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正・和田清二・山下(川野)絵美・寺北明久
  • 学会等名: 日本進化学会第14回大会
  • 発表場所: 首都大学東京・南大沢キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2012-08-22
• [学会発表] Identification and characterization of UV-sensitive parapinopsin in the Iguanaparietal eyes (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi, A. Terakita
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第34回大会
  • 発表場所: 湘南国際村センター(神奈川県葉山市)
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] 松果体の波長識別に関与するパラピノプシンの波長制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正・塚本寿夫・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 神楽地区公共施設群(北海道札幌市)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Diversity of non-visual photopigment parapinopsin and evolution of pineal color discrimination (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, E. Yamashita-Kawano, S. Wada, H. Tsukamoto, Y. Shichida and A. Terakita
  • 学会等名: Annual Conference of Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE2011)
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Diversity and Evolution of Non-visual Photopigment Parapinopsin (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, E. Yamashita-Kawano, S. Wada, H. Tsukamoto, Y. Shichida and A. Terakita
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences The Biology and Chemistry of Vision
  • 発表場所: Carefree Resort (Carefree, Arizona, USA)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] Diversity and evolution of opsin-based pigments in non-visual function (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi and A. Terakita
  • 学会等名: 8th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry (ICCPB2011)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2011-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] 松果体における色識別と 光受容タンパク質の進化・多様性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学・駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2010-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子導入ゼブラフィッシュを用いた松果体パラピノプシン発現細胞の神経投射の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田清二・山下(川野)絵美・小柳光正・川上浩一・寺北明久
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学・駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 光受容タンパク質の多様性と光受容システムの進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小柳光正
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2010-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] Functional Analyses of Pineal Bistable Pigment Parapinopsins in Teleosts (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Koyanagi, E. Yamashita-Kawano, H. Tsukamoto, S. Wada, Y. Shichida, and A. Terakita
  • 学会等名: The 14th International Conference on Retinal Proteins
  • 発表場所: UCSC Porter College (Santa Cruz, California, USA)
  • 年月日: 2010-08-04
• [備考] 新聞報道等共同通信, 朝日新聞, 読売新聞,日本経済新聞, 産経新聞(2012年1月27日), The New York Times(2012年1月30日)他
• [備考] ホームページ等大阪市立大学大学院理学研究科生体高分子機能学II 研究室
  • URL: http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/biol/mphys/