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2011 年度 実施状況報告書

概日リズムの光センサー・メラノプシンが関与する表現型多型の予測

研究課題

研究課題/領域番号 23657175
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) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード医療・福祉 / 蛋白質 / 光生物 / 生理学 / 遺伝学
研究概要

概日リズムは、睡眠や学習の効率など生活の質とも密接に関わることから近年、非常に注目されている。概日リズムの光調節は、視物質に類似した光受容タンパク質の一種・メラノプシンが担っていることがわかっている。興味深いことにヒトのメラノプシン遺伝子には多型があり、概日リズムの調節に関わる表現型に多型が存在する可能性が想像される。そこで本研究では、これまで誰も成功していないヒトメラノプシンの培養細胞での大量発現系の構築に挑戦し、その系を用いてヒトメラノプシンおよびその多型のタンパク質機能解析を行う。その結果に基づき、概日リズムの光センサーであるメラノプシンが関与する表現型多型を予測し、他の疾患に比べて明確な症状が現れにくいと考えられるリズム障害などの発見と治療に有用な知見を得ることを目指す。 23年度は以下の成果を得た。・哺乳類メラノプシンの大量発現および分光学的解析に成功した。・ヒトメラノプシンとのキメラを作製し、近似ヒトメラノプシンの培養細胞での発現に成功した。・近似ヒトメラノプシンに対して、多型変異を導入したコンストラクトを作製した。・発現した哺乳類のメラノプシンの発現分布をリアルタイムPCRを用いて明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでの多様な光受容タンパク質の発現で培ったノウハウにより、速やかに哺乳類メラノプシンの大量発現および分光学的解析に成功した。また、これまで発現が困難とされていたヒトメラノプシンとのキメラについては、発現しないあるいは極端に発現量が低下することが危惧されていたが、実際には、作製した全てのキメラメラノプシンが発現し、研究遂行上の最重要ステップを無事に突破した。

今後の研究の推進方策

今後は、アミノ酸残基レベルでさらにヒトメラノプシンに類似した近似ヒトメラノプシンの作製を継続するとともに、すでに作製している近似ヒトメラノプシンの多型変異体について、分光学的・生化学的・細胞生物学的な解析を行い、野生型との比較から、表現型への影響を探る。 また、これらの解析の精度を上げるために、発現細胞や発現ベクターを検討し、より発現量の多い発現系の探索も平行して行う。

次年度の研究費の使用計画

当初の予定よりもスムーズにキメラメラノプシンのコンストラクト作製と培養細胞での発現に成功したために、次年度使用額91,547円が生じた。 この研究費を合わせることで、次年度は、予定よりも多くのキメラメラノプシンおよびその多型変異体の解析に加え、より発現量の多い発現系の探索を行う。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evolution and diversity of opsins2012

    • 著者名/発表者名
      A. Terakita, E. Kawano-Yamashita, M. Koyanagi
    • 雑誌名

      WIREs Membr Transp Signal

      巻: 1 ページ: 104-111

    • DOI

      DOI:10.1002/wmts.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depth perception from image defocus in a jumping spider2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata
    • 雑誌名

      Science

      巻: 335 ページ: 469-471

    • DOI

      10.1126/science.1211667

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ピンぼけ像を利用したハエトリグモの奥行きの知覚2012

    • 著者名/発表者名
      永田崇
    • 雑誌名

      ライフサイエンス 新着論文レビュー

      巻: - ページ: -

  • [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
    • 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)
    • 年月日
      2011年9月22日
  • [学会発表] 遺伝子導入ゼブラフィッシュを用いたメラノプシン発現水平細胞の解析2011

    • 著者名/発表者名
      和田清二
    • 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)
    • 年月日
      2011年9月22日
  • [学会発表] ハエトリグモの奥行き知覚メカニズムの行動学的解析2011

    • 著者名/発表者名
      永田崇
    • 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)
    • 年月日
      2011年9月22日
  • [学会発表] ヤツメウナギにおけるメラノプシンの遺伝子単離とその網膜内分布2011

    • 著者名/発表者名
      孫 蘭芳
    • 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)
    • 年月日
      2011年9月21日
  • [学会発表] 硬骨魚類における多様なメラノプシンの分布の解析2011

    • 著者名/発表者名
      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)
    • 年月日
      2011年9月21日
  • [学会発表] Characterization and localization of visual pigments expressed in the four-layered retina of a jumping spider2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference on Photobiology (AOCP)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2011年7月31日
  • [学会発表] Diversity of non-visual photopigment parapinopsin and evolution of pineal color discrimination2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      Annual Conference of Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE2011)
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011年7月28日
  • [学会発表] Diversity and evolution of opsin-based pigments in non-visual function2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      8th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry (ICCPB2011)(招待講演)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2011年6月4日
  • [学会発表] Investigation on wavelength sensitivities and distributions of visual pigments in the four-layered retina in jumping spiders2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata
    • 学会等名
      8th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry (ICCPB2011)(招待講演)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2011年6月4日
  • [学会発表] Diversity and Evolution of Non-visual Photopigment Parapinopsin2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conferences The Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      ケアフリーリゾート(アメリカ合衆国、アリゾナ)
    • 年月日
      2011年6月22日
  • [学会発表] Investigation on wavelength sensitivities and distributions of visual pigments in the four-layered retina in jumping spiders2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conferences The Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      ケアフリーリゾート(アメリカ合衆国、アリゾナ)
    • 年月日
      2011年6月22日
  • [備考]

    • URL

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

URL: 

公開日: 2013-07-10  

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