Contribution of opsin properties to non-visual functions

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H05777
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: TERAKITA Akihisa 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: 光受容 / 非視覚 / 松果体 / 波長識別 / オプシン

Outline of Final Research Achievements

We investigated mechanisms of the wavelength discrimination between UV and visible light in the pineal organs of lower vertebrates by calcium imaging analysis with mutant zebrafish. We found that the color opponency was generated in a single photoreceptor cell with a single kind of opsin, parapinopsin and a molecular property of parapinopsin contributed to generating color opponency. We also investigated two non-visual opsins, zebrafish Opn3 and jumping spider peropsin and revealed their biochemical and spectroscopic properties.

Free Research Field

動物生理学、光生物学、生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

色検出応答が、パラピノプシン１種類により、１つの光受容細胞で生成するという発見は、「色検出応答には複数オプシンが必須」というこれまでの常識を覆すものであり、新聞等でも報道され、注目された。この単純な色検出機構は、視覚以外の光受容が関わる生理機能に、環境光の色が関与する可能性を示唆し、生活の質（QOL）の観点からも重要な知見と考えられる。また、パラピノプシンを光遺伝学に利用することで、細胞応答を色で制御でき、神経科学や細胞生物学の発展にも貢献すると期待される。