動物の環境応答行動を制御する光センシング機構とその個体成長での転換

控制动物环境反应行为及其个体生长过程转化的光学传感机制

• 批准号: 19K06758
• 负责人: 小島 大輔
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06758/
• 关键词: 光受容; ゼブラフィッシュ; 体色変化; 網膜; オプシン; 背地適応; ノックアウト; 色覚; 錐体; 転写制御; 転写因子; 松果体; メラトニン; 光生物学

動物の環境応答行動の光制御メカニズムと、その個体成長過程における転換様式を明らかにするため、真骨魚類ゼブラフィッシュをモデルとして次のように研究を進めた。動物の光環境応答の一つ「背地適応」の光制御には少なくとも２種類の光受容分子P416とP470が関与し、P416は視細胞、P470は視細胞以外の網膜ニューロンに存在する。P416を同定するため、青錐体オプシンKO系統に加え、緑錐体オプシンやUV錐体オプシンの発現がそれぞれ大きく減弱する変異系統を作製・入手して体色変化解析を行ったが、いずれの系統でも背地適応に異常は見られないことがわかった。一方、P470の候補として5種類のメラノプシン遺伝子の単一ノックアウト（KO）系統を樹立し、体色変化解析を行ったところ、この中の一つのKO系統が緑色光に対して感度低下を示した。そこで、他のメラノプシンKO系統との二重変異体を系統的に作製したところ、ある組合せではさらに大きな異常が見られることが明らかになった。今後はこの二重変異体に着目して研究を進める。前項のメラノプシン遺伝子を発現する細胞の光応答性を検証するため、そのプロモータ領域にCaレポータ遺伝子を直接つないだBACコンストラクトを作製した。これを用いて組換え系統の樹立を試みたが、このレポータ遺伝子を特異的に発現する系統を得ることはできなかった。今後は方法を切換えて系統作製を進める。ゼブラフィッシュの体色変化は成長過程で転換し、転換前の２日齢幼生では光依存的な黒色化を示す。前年度までに、黒色化の光作用スペクトルを決定し、黒色化を制御する光受容分子候補の一部についてKO系統を作製・入手した。これらの単一KO系統はいずれも黒色化に異常が見られなかったため、いくつかの二重変異系統を作製して体色変化を測定した。これらの二重変異系統では、野生型との有意な差は検出されなかった。

The research on the light control mechanism of animal environmental response and individual growth process has been carried out. There are two kinds of photoreceptors, P416 and P470, which are related to the photoenvironment response of animals. P416 is the same, green cone, KO system, green cone, UV cone, KO system, UV cone, KO system, KO system. One side, P470 candidates and five types of candidates and one type of KO system are set up, body color analysis is carried out, and one of them is green light and low sensitivity. The system of two kinds of different kinds of systems is composed of two kinds of different kinds of systems. In the future, we will make further progress in the study of different kinds of diseases. The optical response model of the cell in which the protein is produced in the preceding paragraph is demonstrated by the direct detection of the protein in the BAC cell. This is the first time that the system has been established. In the future, the method will be switched to the system. The color of the body changes during the growth process, and the color of the body changes during the growth process. In the past year, the optical function of black color was determined, and part of the optical receptor candidate of black color was controlled. This is the first KO system to be tested in black color. The wild type and the double heterosis system are intentionally different.

项目成果

ゼブラフィッシュ幼生初期の体色変化における光作用スペクトル

斑马鱼早期幼体体色变化过程中的光作用光谱

• 发表时间: 2019
• 作者: 小島大輔;伊藤百合香;深田吉孝
• 通讯作者: 深田吉孝

A transcription factor Bsx acts as the molecular switch determining the pineal versus retinal specificities in zebrafish

转录因子 Bsx 充当决定斑马鱼松果体与视网膜特异性的分子开关

• 发表时间: 2019
• 作者: Daisuke Kojima;Hiroaki Mano;Yoichi Asaoka;Yoshitaka Fukada
• 通讯作者: Yoshitaka Fukada

東京大学 UTokyo FOCUS 「第三の眼：松果体における遺伝子発現と発生を制御する分子」

东京大学 UTokyo FOCUS“第三只眼：控制松果体基因表达和发育的分子”

Functional analyses of physiological outputs of G-protein signaling pathways in intrinsically photosensitive-retinal ganglion cells.

本质光敏视网膜神经节细胞 G 蛋白信号通路生理输出的功能分析。

• 发表时间: 2021
• 作者: 木股直規;鳥居雅樹;田中翔大;末長祥一;中尾晴美;饗場篤;小島大輔;深田吉孝
• 通讯作者: 深田吉孝

Transgenic approach to the retinal circuit regulating background adaptation in zebrafish

调节斑马鱼视网膜回路背景适应的转基因方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Kazuhiko Takemae;Yoshitaka Fukada;Daisuke Kojima
• 通讯作者: Daisuke Kojima