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2015 年度 実績報告書

脊椎動物の視細胞に極めて高い光感受性をもたらした構造・機能分子への新規アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 25650113
研究機関東京大学

研究代表者

深田 吉孝  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80165258)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード視覚 / 光受容 / 視細胞 / 転写制御 / 桿体 / 錐体 / ゼブラフィッシュ / CRISPR/Cas9
研究実績の概要

脊椎動物の視細胞には桿体と錐体の二種類が存在し、錐体は発現する光受容分子であるオプシンの種類によってさらに四種類のサブタイプに分類される。なかでも真骨魚類や霊長類においては、遺伝子重複により赤オプシンが複数存在することが知られている。これら倍加した赤オプシン遺伝子はそれぞれ異なった光波長感受性を備え、赤~緑の色弁別能を向上させている。倍加した錐体オプシンが別々の視細胞に発現することは高い色弁別能のために重要であるが、その制御メカニズムは未知である。私共はこれまでに、sixファミリーに属する転写因子six7が緑オプシンの発現制御に必須であることを見出した。本年度さらに成魚における遺伝子発現解析を行ったところ、six7変異体において2種類存在する赤オプシン遺伝子のうち一方(lws1)の発現が上昇し、もう一方(lws2)の発現が消失することを見出した。six7は倍加した赤オプシン遺伝子の発現制御にも重要な因子であると考えられる。今後six7の作用機序に迫り、倍加した錐体オプシン遺伝子の発現制御メカニズムの解明が期待できる。
一方、視細胞の形態形成機構に迫るために、桿体に特異的に発現する遺伝子の絞り込みを行った。桿体を欠損したnr2e3変異体を用いてRNA-seq解析を行い、桿体特異的に発現する遺伝子を絞り込んだ。nr2e3も含め、視細胞の分化・成熟に必須な転写因子や光シグナリング分子の遺伝子発現量は日内変動する。本年度、桿体特異的に発現する候補遺伝子の日内変動を調べたところ、細胞小器官の輸送関連因子の一部に明瞭な日内変動が存在することが分かり、視細胞の機能に対する重要性が示唆された。さらにCRISPR/Cas9システムを用いてこの候補遺伝子への変異導入に成功した。今後、この遺伝子の機能欠損個体の解析を進めることにより、視細胞のユニークな形態形成機構に迫ることができると考えている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Homeobox transcription factor Six7 governs expression of green opsin genes in zebrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Yohey Ogawa, Tomoya Shiraki, Daisuke Kojima and Yoshitaka Fukada.
    • 雑誌名

      Proc. Royal Soc. B

      巻: 282 ページ: 20150659

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2015.0659

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Transcriptional network for regulation of cone visual opsin genes in zebrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Yohey Ogawa, Tomoya Shiraki, Daisuke Kojima, and Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      第40回日本比較生理内分泌学会大会、日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ ( 広島県広島市)
    • 年月日
      2015-12-12
  • [学会発表] Identification and characterization of differentially expressed genes among ciliary type photoreceptor neurons in zebrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki, Yohey Ogawa, Daisuke Kojima, Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      AOCP 2015
    • 発表場所
      Academia Sinica (Taiwan Taipei)
    • 年月日
      2015-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple types of retinal photoreceptors mediate background adaptation in larval zebrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima, Ikuko Sumikawa, Sho Matsumoto, Tomoya Shiraki, Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      AOCP 2015
    • 発表場所
      Academia Sinica (Taiwan Taipei)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ幼生の体色変化を引き起こす網膜光受容体.2015

    • 著者名/発表者名
      小島 大輔、住川 育子、松本 翔、白木 知也、深田 吉孝
    • 学会等名
      日本動物学会大86回新潟大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ ( 新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-19
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける光受容関連遺伝子の発現を調節する転写制御因子の機能解析.2015

    • 著者名/発表者名
      白木 知也、小島 大輔、深田 吉孝
    • 学会等名
      日本動物学会大86回新潟大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ ( 新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-19
  • [学会発表] Retinal photoreceptors for body color change in zebrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 学会等名
      ICCPB 2015
    • 発表場所
      Jagiellonian University (Krakow Poland)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ緑色感受性視物質の遺伝子発現を支配するホメオボックス転写因子six7.2015

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝,小川 洋平,白木 知也,小島 大輔
    • 学会等名
      視覚科学フォーラム第19回研究会
    • 発表場所
      ホテル福島グリーンパレス ( 福島県福島市)
    • 年月日
      2015-08-19
  • [学会発表] A transcription factor governing expression of cone opsin genes in zebrafish retina.2015

    • 著者名/発表者名
      Yohey Ogawa, Tomoya Shiraki, Daisuke Kojima, Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      FASEB:Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      Big SkyResort (Montana USA)
    • 年月日
      2015-06-17 – 2015-06-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoreceptors mediating background adaptation in zabrafish.2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima, Ikuko Sumikawa, Sho Matsumoto, Tomoya Shiraki, Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      FASEB:Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      Big SkyResort (Montana USA)
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-16
    • 国際学会
  • [図書] 光と生命の事典2016

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 総ページ数
      436( 212-213)
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] 深田研究室

    • URL

      http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/index-j.html

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公開日: 2017-01-06  

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