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2017 年度 実績報告書

ハエトリグモの視覚・非視覚系に着目した動物のUV光利用の多様性の解析

研究課題

研究課題/領域番号 26291070
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, 大学院理学研究科, 准教授 (30379276)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード生理学 / 光生物学 / 感覚 / ロドプシン
研究実績の概要

多くの動物は、UV光を受容し、視覚や視覚以外の役割(非視覚)に利用している。本研究では、動物のUV光利用の多様性を知る目的で、視覚(主眼)・非視覚(後中眼)に機能分化した2種類の眼でUV光受容を行うハエトリグモに着目し、分子基盤の解析を起点として、それぞれのUV光受容が関わる生理機能の解明を進めている。また、対比として可視光受容についても同様の解析を行い、平成29年度は以下の成果を得た。

・昨年度までに取得した、多種類のハエトリグモおよび他のクモ類(カニグモ、ハナグモ、コモリグモ等)の光受容タンパク質について、培養細胞発現系を用いてリコンビナント光受容タンパク質の取得に成功した。それぞれの光受容タンパク質について、分光学的解析によって吸収スペクトルを明らかにし、クモ類の「光利用」と「系統関係・生態」との連関を明らかにした。
・クモ類において網膜以外の組織で発現する新規非視覚光受容タンパク質が、「暗状態で活性化し、光刺激によって不活性化する」という、従来の光受容タンパク質とは逆の性質を持つことを生化学的解析によって明らかにした。また、他のクモ類についても同光受容タンパク質の解析を行い、吸収スペクトルを明らかにした。複数のクモ類について、この非視覚の光受容タンパク質の吸収スペクトルと視覚の光受容タンパク質の吸収スペクトルを比較した結果、視覚と非視覚では、受容する光の色に対する要求が異なることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 12件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Manchester(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Manchester
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institute
  • [国際共同研究] Institut de la Vision(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut de la Vision
  • [国際共同研究] Salk Institute for Biological Studies(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Salk Institute for Biological Studies
  • [雑誌論文] An all-trans-retinal-binding opsin peropsin as a potential dark-active and light-inactivated G protein-coupled receptor2018

    • 著者名/発表者名
      Nagata Takashi、Koyanagi Mitsumasa、Lucas Robert、Terakita Akihisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 3535

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21946-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Convergent evolution of tertiary structure in rhodopsin visual proteins from vertebrates and box jellyfish2018

    • 著者名/発表者名
      Elliot Gerrard, Eshita Mutt, Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Tilman Flock, Elena Lesca, Gebhard Schertler, Akihisa Terakita, Xavier Deupi, Robert Lucas
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of USA

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Expression and light-dependent translocation of β-arrestin in the visual system of the terrestrial slug Limax valentianus2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Ryota、Takatori Yuka、Hamada Shun、Koyanagi Mitsumasa、Matsuo Yuko
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Biology

      巻: 220 ページ: 3301~3314

    • DOI

      10.1242/jeb.162701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Characterization of arrestin binding to parapinopsin, a photopigment involved in pineal wavelength discrimination2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Emi Kawano-Yamashita, Seiji Wada, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Color opponency with a single kinds of bistable opsin in the zebrafish pineal organ2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Baoguo Shen, Emi Kawano-Yamashita, Takashi Nagata, Masahiro Hibi, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating spectral sensitivities of various opsins based on biochemical responses of cultured cells expressing opsins2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sugihara, Takashi Nagata, Benjamin Mason, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of parapinopsin “bistability” to light-responses in the zebrafish pineal organs2018

    • 著者名/発表者名
      Baoguo Shen, Seiji Wada, Emi Kawano-Yamashita, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of amino acid residues involved in spectral tuning of butterfly long-wavelength-sensitive opsins2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Saito, Mitsumasa Koyanagi, Tomohiro Sugihara, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional properties of diverse animal rhodopsins and their potentials for optical regulation of cell signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mutational analysis of the Schiff base counterion in Jumping spider rhodopsin, an invertebrate Gq-coupled rhodopsin2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Hisao Tsukamoto, Eshita Mutt, Xavier Deupi, Gebhard Schertler, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
    • 国際学会
  • [学会発表] Amino acid residues involved in Spectral tuning that accounts for difference in absorption maxima between two kinds of butterfly long-wavelength-sensitive opsins2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Saito, Mitsumasa Koyanagi, Tomohiro Sugihara, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of wavelength discrimination involving bistable parapinopsin in the zebrafish pineal organ2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Baoguo Shen, Emi Kawano-Yamashita, Takashi Nagata, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
    • 国際学会
  • [学会発表] ナメクジの網膜におけるβアレスチンの発現と光依存的な細胞内局在変化2017

    • 著者名/発表者名
      松尾 亮太,鷹取 由佳,濱田 俊,小柳 光正,松尾 優子
    • 学会等名
      日本動物学会九州支部・九州沖縄植物学会・日本生態学会九州地区 2017三学会合同大分大会
  • [学会発表] Optical regulation of cell signaling using bistable animal opsins2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi, Baoguo Shen, Takashi Nagata, Lanfang Sun, Seiji Wada, Satomi Kamimura, Eriko Kage-Nakadai, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      2017 FASEB SUMMER RESEARCH CONFERENCES
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular properties of animal non-visual opsins and their optogenetic potentials2017

    • 著者名/発表者名
      Baoguo Shen, Takashi Nagata, Seiji Wada, Satomi Kamimura, Eriko Kage-Nakadai, Robert Lucas, Gebhard Schertler, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      17th HFSP Awardees Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 有袋類に着目した哺乳類の進化過程で失われた非視覚系光受容タンパク質の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      小柳 光正,冨田 和志,清成 寛,寺北 明久
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
  • [学会発表] Contribution of a molecular property of a pineal opsin parapinopsin to cellular responses2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Baoguo Shen, Emi Kawano-Yamashita, Takashi Nagata, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      第55回生物物理学会年会
  • [学会発表] パラピノプシンの双安定性に着目した細胞応答の波長依存的な光制御2017

    • 著者名/発表者名
      小柳 光正,沈 宝國,永田 崇,孫 蘭芳,和田 清二,上村 了美,中台(鹿毛)枝里子,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] 松果体波長識別応答に関わる光受容タンパク質パラピノプシンのアレスチン結合に関する解析2017

    • 著者名/発表者名
      永田 崇,小柳 光正,山下(川野)絵美,和田 清二,小澤 岳昌,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の波長識別応答における光受容タンパク質パラピノプシンの分子特性の重要性2017

    • 著者名/発表者名
      和田 清二,沈 宝國,山下(川野)絵美,永田 崇,保 智己,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体におけるメラトニン分泌の光制御に関わるオプシンの解析2017

    • 著者名/発表者名
      寺北 明久,和田 清二,藤井 耀,小柳 光正
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の光応答におけるパラピノプシンの分子特性“双安定性”の寄与についての解析2017

    • 著者名/発表者名
      沈 宝國,和田 清二,山下(川野)絵美,小柳 光正,寺北 明久
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] Diversity of animal rhodopsins and their potentials for optical regulation of cell signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi, Baoguo Shen, Takashi Nagata, Lanfang Sun, Seiji Wada, Satomi Kamimura, Eriko Kage-Nakadai, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      第9回光操作研究会
  • [学会発表] Detergent-free approach to spectral tuning mechanisms of long-wavelength-sensitive opsins in butterfly2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Saito, Mitsumasa Koyanagi, Tomohiro Sugihara, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      The 8th Asia & Oceania Conference on Photobiology
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity of non-visual animal opsins and their optogenetic applications2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of an opsin, peropsin, distributing to the spider brain and eyes2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagata, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
  • [学会発表] Investigation of the pineal photoresponse involving parapinopsin in the zebrafish under bright light conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Wada, Baoguo Shen, Emi Kawano-Yamashita, Takashi Nagata, Satoshi Tamotsu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
  • [学会発表] Investigation of amino acid residues involved in spectral tuning of butterfly long-wavelength-sensitive opsins2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Saito, Mitsumasa Koyanagi, Tomohiro Sugihara, Kentaro Arikawa, Akihisa Terakita
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
  • [備考] 大阪市立大学大学院理学研究科生物地球系専攻 生体高分子機能学II研究室

    • URL

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

  • [産業財産権] 特許権2017

    • 発明者名
      永田崇,小柳光正,寺北明久
    • 権利者名
      永田崇,小柳光正,寺北明久
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-226272

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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