非視覚の光受容がもたらす新しい生理機能の探索

近年、無顎類ヤツメウナギ脳から、新規の光受容タンパク質（bPPL）遺伝子を単離した。光受容タンパク質bPPLの詳細な解析を行い、それが青色光感受性の光受容タンパク質であり、中脳のシェーバーのM5核と呼ばれる、網膜に直接神経投射する遠心性神経（向網膜系ニューロン）で構成される神経核に局在することを発見した。そこで本研究では、ヤツメウナギ中脳シェーバーのM5核に存在する新規脳深部光受容器官が、どのような光情報を、網膜のどの細胞に伝達し、どのような生理機能の調節に関わるのかを調べることで、「脳内で受容した光情報を眼で利用する」という新しい光受容機能の可能性について検討する。本年度は、昨年度の予備調査の結果を受けて、ヤツメウナギの遊泳行動と光照射に関する行動解析を試みた。様々な環境条件を組み合わせて光照射の影響を観察したところ、非視覚の光受容が遊泳行動誘発に関わる可能性を見いだし、新規の脳内光受容器官が担う生理機能を考える上で有用な知見を得た。さらに、向網膜系ニューロンでの光受容が、他の脊椎動物でも共通する機能であるのかを考えるために、向網膜系ニューロンが比較的発達していると予想される硬骨魚類ミドリフグを用いて組織学的解析を行った。硬骨魚類の向網膜系ニューロンは種によって多様化しているので、ミドリフグにおけるヤツメウナギM5核に相当する細胞群の同定を試みた。詳細な組織学的解析を行った結果、M5核と組織学的特徴が類似する細胞で構成される神経核を特定した。

近年、無顎類ヤツメウナギ脳から、新規の光受容タンパク質（bPPL）遺伝子を単離した。光受容タンパク質bPPLの詳細な解析を行い、それが青色光感受性の光受容タンパク質であり、中脳のシェーバーのM5核と呼ばれる、網膜に直接神経投射する遠心性神経（向網膜系ニューロン）で構成される神経核に局在することを発見した。そこで本研究では、ヤツメウナギ中脳シェーバーのM5核に存在する新規脳深部光受容器官が、どのような光情報を、網膜のどの細胞に伝達し、どのような生理機能の調節に関わるのかを調べることで、「脳内で受容した光情報を眼で利用する」という新しい光受容機能の可能性について検討する。本年度は、昨年度の予備調査の結果を受けて、ヤツメウナギの遊泳行動と光照射に関する行動解析を試みた。様々な環境条件を組み合わせて光照射の影響を観察したところ、非視覚の光受容が遊泳行動誘発に関わる可能性を見いだし、新規の脳内光受容器官が担う生理機能を考える上で有用な知見を得た。さらに、向網膜系ニューロンでの光受容が、他の脊椎動物でも共通する機能であるのかを考えるために、向網膜系ニューロンが比較的発達していると予想される硬骨魚類ミドリフグを用いて組織学的解析を行った。硬骨魚類の向網膜系ニューロンは種によって多様化しているので、ミドリフグにおけるヤツメウナギM5核に相当する細胞群の同定を試みた。詳細な組織学的解析を行った結果、M5核と組織学的特徴が類似する細胞で構成される神経核を特定した。