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2015 年度 実績報告書

Opn5の分子特性と機能の探索

研究課題

研究課題/領域番号 25251036
研究機関京都大学

研究代表者

七田 芳則  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60127090)

研究分担者 山下 高廣  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50378535)
今元 泰  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80263200)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード光受容体 / オプシン / 機能多様性 / 分子メカニズム / モデル動物
研究実績の概要

1.脊椎動物のOpn5の1グループを形成するOpn5L1について、その生理機能を明らかにするために生体内で共発現する遺伝子を探索した。その結果、脳内で生殖行動を制御するいくつかの遺伝子との共発現を確認した。
2.脊椎動物のOpn5の1グループを形成するOpn5nについて、ノックアウトメダカを作製し解析を行った。その結果、網膜の明・暗順応に伴う形態変化に影響がでることがわかった。
3.脊椎動物以外の新口動物(ウニ、ナメクジウオ)のゲノムにもOpn5遺伝子を見いだすことができ、これらは紫外光感受性である。バフンウニを用いて生体内での発現部位を解析したところ、成体の感覚器官と言われる管足の一部にmRNAの発現が確認できた。また、初期発生のある段階においても限局して発現が確認できた。このことから、バフンウニは幅広い発生段階で紫外光を利用している可能性が示唆された。
4.新口動物のOpn5の分子特性を比較解析したところ、祖先型のOpn5は紫外光感受性であり、脊椎動物の4つのグループに分岐する過程で、吸収波長特性やレチナール結合特性の異なるグループが多様化したと考えられた。そして、この分子特性の多様化に関わると考えられる重要なアミノ酸残基の同定も行った。
5.Opn5は新口動物に広く見られるが、尾索動物(ホヤ)では失っている。その代わりホヤは脊椎動物にしか見られないオプシングループのものを持っており、幼生の視覚に関わると考えられている。このオプシンを解析したところ、多くのOpn5が対イオンとしてもつGlu181だけでなく脊椎動物のロドプシンが対イオンとしてもつGlu113の両方をもち、共に対イオンとして機能させていることがわかった。また、分子特性も両者の中間的な性質を示すユニークなものであることがわかった。

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

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Tronto(Canada)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Tronto
  • [雑誌論文] Origin of the low thermal isomerization rate of rhodopsin chromophore.2015

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa M, Kojima K, Yamashita T, Imamoto Y, Matsuyama T, Nakanishi K, Yamano Y, Wada A, Sako Y, Shichida Y
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 5:11081 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep11081

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Helical rearrangement of photoactivated rhodopsin in monomeric and dimeric forms probed by high-angle X-ray scattering.2015

    • 著者名/発表者名
      Imamoto Y, Kojima K, Oka T, Maeda R, Shichida Y
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. Sci.

      巻: 14(11) ページ: 1965-1973

    • DOI

      10.1039/c5pp00175g

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diversification of non-visual photopigment parapinopsin in spectral sensitivity for diverse pineal functions.2015

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi M, Wada S, Kawano-Yamashita E, Hara Y, Kuraku S, Kosaka S, Kawakami K, Tamotsu S, Tsukamoto H, Shichida Y, Terakita A.
    • 雑誌名

      BMC Biol.

      巻: 13:73 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s12915-015-0174-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diversity of Active States in TMT Opsins.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakai K, Yamashita T, Imamoto Y, Shichida Y.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10(10):e0141238 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0141238

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Thermal isomerization of chromophore in rod and cone visual pigments2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shichida
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular evolution of the low thermal isomerization rate of rhodopsin chromophore2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shichida
    • 学会等名
      7th AOCP
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-11-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類光受容タンパク質Opn5の分子特性と発現部位の解析2015

    • 著者名/発表者名
      山下高廣、小野勝彦、大内淑代、湯本茜、後藤仁志、友成さゆり、酒井佳寿美、藤田洋史、今元泰、野地澄晴、中村克樹、七田芳則
    • 学会等名
      日本動物学会大86回大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 光受容体Opn5L1を発現する細胞の性質2015

    • 著者名/発表者名
      春木慶洸、佐藤恵太、山下高廣、大内淑代、後藤仁志、小野勝彦、友成さゆり、酒井佳寿美、安齋賢、木下政人、七田芳則
    • 学会等名
      日本動物学会大86回大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 魚類における光受容タンパク質Opn5mの組織局在2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵太、山下高廣、春木慶洸、木下政人、大内淑代、七田芳則
    • 学会等名
      日本動物学会大86回大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] Opn5L1は光サイクル性の反応で制御されるGタンパク質共役型受容体である2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵太、山下高廣、大内淑代、友成さゆり、酒井佳寿美、今元泰、和田昭盛、七田芳則
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • 招待講演
  • [図書] 光と生命の辞典2016

    • 著者名/発表者名
      七田芳則
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] 七田研ホームページ

    • URL

      http://photo1.biophys.kyoto-u.ac.jp/shichida/home_jp.html

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公開日: 2017-01-06  

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