2017 Fiscal Year Annual Research Report
非視覚の光受容におけるオプシンの分子特性と機能の関係
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15H05777
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
寺北 明久 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30212062)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | オプシン / 非視覚 / 松果体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究実績の概要
オプシンの分子特性と松果体波長識別及び副松果体光受容細胞に関わる解析を行い、以下の結果が得られた。
・情報伝達の解析：松果体波長識別に関わる光受容細胞の情報伝達系について解析し、視覚（眼）の場合と比較した。ゼブラフィッシュでは、パラピノプシンは、色覚に関与する錐体細胞のGタンパク質であるトランスデューシン２（Gt2）と共局在しているが、cGMP分解酵素（PDE）も錐体型のものと共局在していることを見いだした。一方、錐体型のGtを持たないヤツメウナギの場合は、視覚と同一のGタンパク質およびPDEと共局在・共役していることを見出した。
・松果体オプシンの分子特性と波長識別機能の関連：前年度に作製した松果体オプシンの内の１つに代わり、視覚オプシンを発現させたゼブラフィッシュ変異体を用いて、松果体光受容細胞のカルシウムイメージング解析を行った。その結果、松果体オプシンの分子特性が波長識別応答に必須であり、また光受容細胞に視覚オプシンにはない明順応効果をもたらすことが分かった。
・UV光/緑色光の波長識別の生理機能の解析：比較的弱い白色光条件下おいて、松果体細胞がUV光と可視光の識別を行えることを明らかにした。また、脳に投射すると考えられる神経節細胞からカルシウムイメージングにより波長対比応答を記録することに成功した。
副松果体の光受容細胞の役割に関する解析：副松果体に存在するパラピノプシン発現細胞の神経活動をカルシウムイメージングにより記録する方法を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
副松果体での光受容細胞の機能解析についてやや遅れぎみであるが、カルシームイメージングを用いた解析の条件設定が終了し、光応答の解析が可能となった。また、脳へと投射する神経節細胞からの波長対比応答の記録に成功したこと、さらに脳内のカルシウム応答解析の条件設定が終了したことから、今後の波長識別応答に関わる脳内部位の解析の進展に期待できる。以上のことから、全体として、おおむね順調であると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
松果体波長識別に関する解析：松果体のパラピノプシン発現細胞における１種類のオプシンによる波長識別について、パラピノプシン遺伝子破壊個体や視覚UVオプシンを発現する個体を用いて、環境光変化を模倣した光条件を用いて詳細に検討することにより、波長識別の生物学的意義を推測する。また、光受容細胞から波長対比応答を受け取る神経節細胞を標識し、投射する脳領域を決定する手法も試みるとともに、遺伝子破壊個体や視覚UVオプシンを発現する個体を用いた行動実験を開始する。
副松果体オプシン発現細胞の光受容に関する解析：パラピノプシン遺伝子及び前年度作製したオプシン遺伝子を破壊したゼブラフィッシュを用いて、前年度に確立したカルシウムイメージングにより、パラピノプシン発現細胞や前年度に同定したオプシン発現細胞の光応答性について、詳細な解析を試みる。
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Research Products
(33 results)
