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造礁サンゴの幼生におけるオプシンを介した光受容と光応答的な遊泳のメカニズムの解明

阐明造礁珊瑚幼虫视蛋白介导的光感受和光响应游泳的机制

基本信息

批准号：
20J01841
负责人：
酒井祐輔
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01841/
关键词：
オプシンサンゴ光受容刺胞動物行動造礁サンゴ感覚生態

项目摘要

本研究は、ウスエダミドリイシ（Acropora tenuis）がもつオプシン類について、その光受容タンパク質としての分子特性を明らかにし、幼生の光応答行動や光に応じた産卵といった様々な生理機能への関与を明らかにすることを目的としている。当該年度は、前年度までに同定・クローニングをした複数のオプシンについて、詳細な分子特性の解析を進めた。まずは、昨年度に引き続き花虫綱特異的な”ASO_II”とよばれるグループに属するオプシンについて、可視光受容に必要な対イオンに着目した実験を進めた。このグループは、他の動物オプシンに保存的な対イオンとして機能するグルタミン酸残基（Glu94, Glu113, Glu292のいずれか）をもっておらず、その可視光受容メカニズムは不明であった。対象オプシンの野生型と部位特異的変異体を培養細胞で発現させ、抽出・精製したタンパク質の分光学的解析を行なった。一連の実験により、可視光受容に寄与するアミノ酸残基の同定など、ASO_IIにおける可視光受容メカニズムの一端を明らかにした。その他にも、既知の動物オプシンで見られないサンゴオプシンに特徴的な分子特性（分光学的特性および光依存的な細胞内二次メッセンジャー応答）を複数発見した。これらの結果は、光によるサンゴの生理機能制御を解明する足がかりとなるだけでなく、細胞機能を光で操作する光遺伝学ツール開発の萌芽にもなりうる。一方、昨年度までは新型コロナウイルス感染症の拡大の影響でサンゴ産卵期の採集調査を中止せざるを得ず、サンゴ幼生を用いた行動実験については実施できていなかった。今年度は採用期間中ではじめて幼生を用いた行動実験を実施し、採集したプラヌラ幼生個体が刺激光の波長依存的に行動を変えることを発見するなど一定の結果を得ることに成功した。

This study aims to clarify the molecular properties of light receptors, the relationship between light response and oviposition, and the physiological functions of young children. When the year is the same as the previous year, the number of options and the analysis of detailed molecular characteristics are advanced. In the past, the "ASO_II" and the "ASO_II" of the insect class were introduced into the field of visual light reception. The amino acid residues (Glu94, Glu113, Glu292) in the protein are preserved in the animal's brain. For wild-type and site-specific allogeneic cultured cells, the development, extraction, purification and qualitative analysis were performed. A sequence of amino acid residues, ASO_II amino acid residues, and one end of the amino acid residue are identified. The molecular properties (spectroscopic properties and light-dependent intracellular secondary reactions) characteristic of other known animal species have been revealed. The results of this study are: light, biological control of cell function, light, biological control of cell function. In the past year, the impact of new types of infections has been greatly affected. The collection and investigation of spawning season has been suspended. The actions of young people have been carried out. This year's adoption period is the first time that the child has been successfully used for the purpose of performing, collecting, and stimulating the wavelength dependent action of the child.