2018 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
| Project/Area Number |
15H05777
|
|---|
| Research Institution | Osaka City University |
|---|
Principal Investigator |
寺北 明久 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30212062)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
|
| Keywords | オプシン / 松果体 / 非視覚 / 色検出 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
松果体オプシンであるパラピノプシンの分子特性に基づく光受容およびUV光と可視光の比率の検出（色検出）について、ゼブラフィッシュを用いて解析し、以下の結果を得た。
（１）色（波長）検出に関わる解析：（i）自然環境のUV光と可視光の強度変化を模倣した刺激を行い、パラピノプシンのみを用いた色検出が可能であるのかを、二光子励起レーザー顕微鏡を用いたイメージングにより詳細に検討した。その結果、夏の午後６時における日向と日陰でのUV光と可視光の比率の差異を検出できることを見出した。（ii）野生型およびパラピノプシン遺伝子破壊個体を用いて、神経節細胞と脳全体を対象としたカルシウムイメージング解析を行った結果、さらなる解析が必要であるものの、数個の神経節細胞を経て脳内の限られた部位の少数の細胞に、松果体光受容細胞から色検出情報が投射している可能性が示唆された。 （iii）野生型、オプシン遺伝子破壊個体、眼球除去個体について、明暗やUV光と可視光の比率を変化させた条件下での行動を解析した。その結果、パラピノプシンについては、その光受容が関与する可能性がある行動をいくつか選別でき、今後の解析対象を見出せた。また、１つの松果体オプシン遺伝子破壊個体について、野生型と比較して、特徴的な行動変化を発見した。
（２）副松果体の光受容細胞の役割の解析：（i）副松果体のパラピノプシン発現細胞において、パラピノプシンの発現は手綱核の非対称性形成の後であることが示唆された。すなわち、パラピノプシンの光受容が非対称性形成に関与する可能性は低いことが示唆された。（II）副松果体のパラピノプシン発現細胞にはGタンパク質であるトランスデューシンの発現量が非常に少ないことを見出した。したがって、副松果体においてはパラピノプシン細胞が直接手綱核に投射しているものの、光依存的なシグナルを伝達している可能性は低いと考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
副松果体に関する研究は、パラピノプシンが副松果体の光受容に関与しない可能性があるなど、想定外の発見があったものの、松果体については、色検出情報の脳への投射解析が順調に進んだことから、概ね順調に進展していると自己判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
副松果体のパラピノプシンや他のオプシン発現細胞の光応答をカルシウムイメージングにより捉えるとともに、今年度、「パラピノプシンの光受容が関与する行動」の候補として選別した行動について、さらに詳しく解析し、パラピノプシンが受容するUVと可視光の比率情報が関与する生理機能について明らかにする。さらに、今年度の結果を踏まえ、脳全体を対象とした、カルシウムイメージング解析を行う。具体的には、パラピノプシンの分子特性(bistable nature)に依存する光 応答を光受容細胞に発生させる光条件において、そのパラピノプシン依存的応答を発生する神経節細胞と脳内細胞を同定する。
|
Research Products
(39 results)
