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2014 年度 実績報告書

桿体と錐体の機能と細胞構築を特徴づける分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 23227002
研究機関大阪大学

研究代表者

河村 悟  大阪大学, 生命機能研究科, 招へい教授 (80138122)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード桿体 / 錐体 / 視物質 / アレスチン / 脱リン酸化 / レチノール / ミトコンドリア / 外節
研究実績の概要

1.桿体と錐体の視物質では光を吸収した11-シスレチナールがオールトランス型へと異性化し、活性型視物質(R*)が形成される。R*はその都度不活性化されたのちオールトランスレチナールが遊離し、新たに11-シスレチナールを結合して視物質として再生される。この再生機構について検討した。
(1) R*はまずリン酸化されて(R*-Pと表記)不活性化し、次いでアレスチンが結合して完全に不活性化するとされている。解析の結果、アレスチンはR*-Pのみならず、R*にも一過的に結合しR*を不活性化すること、しかしR*-Pへの結合はより持続的であること、桿体に比べ錐体ではR*およびR*-Pへのアレスチンの結合はより短時間であることが分かった。
(2) 視物質再生のためにR*-Pは脱リン酸化される。解析の結果、R*の脱リン酸化はアレスチン結合やオールトランスレチナールの解離とは無関係に、定常的に行われること、また、脱リン酸化活性は桿体に比べ錐体の方が3倍程度高いこと、が分かった。
(3) 錐体には11-シスレチノールを11-シスレチナールに酸化する酵素活性が存在するので錐体では11-シスレチノールでも視物質の再生が起こる。既に、この反応は11-シスレチノールと長鎖アルデヒドとの酸化-還元共役型の反応(AL-OL 反応)によることを示唆しているが、その反応の一部をRDH13Lが担うことが分かった。しかしRDH13Lは部分的にしか寄与しないのでAL-OL 反応は複数の酵素によって進行している可能性が高い。
2.桿体と錐体の形態、および、細胞生物学的差異をもたらすための仕組みについて検討した。これまでの私たちの研究によれば、ES1とNDRG1の一部は錐体特異的に発現している。そこで、これら蛋白質の錐体での機能について検討した。その結果、ES1は錐体特異的な巨大ミトコンドリア形成に寄与していること、また、NDRG1一般は正常な外節形成に寄与していることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ES1 is a mitochondrial enlarging factor contributing to form mega-mitochondria in zebrafish cones.2016

    • 著者名/発表者名
      Masuda, T, Wada, Y. and Kawamura, S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 無

    • DOI

      10.1038/srep22360

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 桿体視物質・錐体視物質 - - 桿体視と錐体視の機能的差異をもたらすGPCR2016

    • 著者名/発表者名
      河村 悟、橘木修志
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 256 ページ: 461-468

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dephosphorylation during bleach and regeneration of visual pigment in carp rod and cone membranes.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka, H., Tachibanaki, S., and Kawamura, S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 24381-24390

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.674101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 錐体特異的な視物質再生に寄与するAldehyde-Alcohol Redox Coupling Reaction(AL-OL反応)2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤慎哉、河村 悟
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 55 ページ: 200-202

    • DOI

      10.2142/biophys.55.200

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phosphorylation-independent suppression of light-activated visual pigment by arrestin in carp rods and cones.2015

    • 著者名/発表者名
      Tomizuka, J., Tachibanaki, S., and Kawamura, S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 9399-9411

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M114.634543

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] RDH13L, an enzyme responsible for the aldehyde-alcohol redox coupling reaction (AL-OL coupling reaction) to supply 11-cis retinal in the carp cone retinoid cycle.2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, S., Miyazono, S., Tachibanaki, S. and Kawamura, S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 2983-2992

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M114.629162

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Difference in the gain in the phototransduction cascade between rods and cones in carp.2014

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, N. and Kawamura, S.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 34 ページ: 14682-14686

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.3389-14.2014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Molecular Mechanisms underlying the Differences of Our Vision in the light and in the dark2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kawamura
    • 学会等名
      The 7th Asia & Oceania Conference on Photobiology 2015
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 桿体・錐体視細胞外節に発現している蛋白質の比較解析の試み2015

    • 著者名/発表者名
      深川 貴志、橘木 修志、河村 悟
    • 学会等名
      第86回日本動物学会大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • 年月日
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [学会発表] 表面プラズモン共鳴法によるコイcGMP ホスホジエステラーゼ活性化反応の解析2015

    • 著者名/発表者名
      淺野 禎三、橘木 修志、河村 悟
    • 学会等名
      第86回日本動物学会大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • 年月日
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [学会発表] Does MetaII correspond to R*, the bleaching intermediate activating trnasducin?2015

    • 著者名/発表者名
      Shuji Tachibanaki, Ryota Kumakura, Hwei-Ee Tang, Yoichiro Fukunaga, Satoru Kawamura
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス (金沢市)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-15
  • [学会発表] Rods and cones; Molecular bases of their functional differences.2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kawamura
    • 学会等名
      International Symposium in Osaka: Sensory Transduction
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス基礎工学研究科シグマホール (豊中市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular bases of the functional difference between rods and cones.2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kawamura
    • 学会等名
      The Research Organization of Science and Technology, Ritsumeikan University, 20th Anniversary Symposium: Vision and Mind
    • 発表場所
      立命館大学草津キャンパス、ロームプラザ (滋賀県・草津市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AL-OL coupling reaction, a possible mechanism of visual pigment regeneration in carp cones.2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sato, Sadaharu Miyazono, Shuji Tachibanaki, Satoru Kawamura
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル (滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Different efficiencies of enzymatic reactions in the phototransduction cascade between carp rods and cones.2014

    • 著者名/発表者名
      Shuji Tachibanaki, Naoto Kawakami, Yuki Koshitani, Satoru Kawamura
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル (滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional analysis of zebrafish orthologs of mammalian NDRG1 protein in photoreceptors.(哺乳類NDRG1のゼブラフィッシュ相同蛋白質の視細胞における機能解析)2014

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Takita, Yasutaka Wada, Satoru Kawamura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-27
  • [学会発表] Identical visual pigment dephosphorylation rates in various pigment states. (視物質の状態によらない視物質の脱リン酸化速度)2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamaoka, Shuji Tachibanaki, Satoru Kawamura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-27
  • [学会発表] アレスチンによる視物質リン酸化非依存的な視物質活性の抑制 (Pigment phosphorylation-independent suppression of light-activated visual pigment by arrestin)2014

    • 著者名/発表者名
      富塚順子、橘木修志、松川(嶋内)淑恵、河村悟
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス (仙台市)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [学会発表] 桿体・錐体視細胞の外節膜に発現している蛋白質の比較2014

    • 著者名/発表者名
      深川 貴志、橘木 修志、河村 悟
    • 学会等名
      日本動物学会近畿支部研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県立大学新在家キャンパス (姫路市)
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-10
  • [学会発表] 哺乳類NDRG1のゼブラフィッシュ相同蛋白質の視細胞における機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      瀧田真平、和田恭高、河村 悟
    • 学会等名
      日本動物学会近畿支部研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県立大学新在家キャンパス (姫路市)
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-10
  • [図書] 光と生命の事典2016

    • 著者名/発表者名
      河村 悟
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] 河村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~kawamura/index2.htm

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公開日: 2017-01-06  

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