脳内光受容と生物時計を支える分子基盤

支持大脑感光和生物钟的分子基础

• 批准号: 09780563
• 负责人: 岡野 俊行
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780563/
• 关键词: 松果体; ピノプシン; 光受容; G蛋白質; 概日リズム; 生物時計; 光周性; ロドプシン

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。【松果体の光情報伝達経路と時計発振系の解析】ニワトリ松果体Gαの全一次構造決定に続いて、松果体のG蛋白質が光受容蛋白質ピノプシンと共存すること、Gt_1αおよびG_<11>αが光刺激依存的に光受容蛋白質から解離することを明らかにした。これらのことから、Gt_1を介した既知の光情報伝達経路の他に、G_<11>αを介した全く新しい経路が存在することが強く示唆された。これと並行して、ヒヨコ松果体細胞を用いたディファレンシャルディスプレイ解析を行い、時刻依存的に転写される遺伝子を探索した。その結果、分子シャペロンの一種であるHSP90遺伝子の転写量が概日時計によって調節されていると考えられた。また、概日時計への光入力系にチロシンリン酸化蛋白質が関与している可能性を検討した。その結果、ヒヨコ松果体MAPキナーゼが光刺激の直後に脱リン酸化されること、さらにMAPキナーゼのチロシンリン酸化量および活性は恒暗条件下においても概日リズムを示すことがわかった。また、MEKの阻害剤(PD98059)を培養松果体に投与すると、概日時計の位相シフトが観察された。これらのことから、MAPキナーゼは概日時計を構成する分子であり、MAPキナーゼの活性化・不活性化のサイクルは、概日時計が駆動するために必要であることが明らかになった。【脳深部における光情報伝達経路】脳深部(外側中隔、視床下部)に存在する光受容体を特異的に認識する抗体を作製し、免疫組織化学的手法により脳深部光受容細胞の形態や細胞内における光受容分子の局在について検討した。その結果、脳脊髄液接触ニューロンのノブ状構造および細胞膜上に光受容蛋白質が集積していることがわかった。

The application form に records the <s:1> research implementation plan に along the って research を to め, and the following <s:1> insights を to た. The pineal gland の intelligence 伝 da 経 と road light meter 発 の analytical system 】 ニ ワ ト リ pineal G alpha の whole a structure decision に 続 い て, the pineal gland の G protein が light by protein ピ ノ プ シ ン と coexistence す る こ と, Gt_1 alpha お よ び G_ < 11 > alpha が stimulus dependent に light by let protein か ら dissociation す る こ と を Ming ら か に し た. こ れ ら の こ と か ら, Gt_1 を interface し た both know の light intelligence 伝 の he に 経 road, G_ < 11 > alpha を interface し た く all new し い 経 road が exist す る こ と が く and shown strong sucking さ れ た. こ れ と parallel し て, ヒ ヨ コ pineal cells を using い た デ ィ フ ァ レ ン シ ャ ル デ ィ ス プ レ イ parsing を い, time dependent に planning write さ れ る heritage 伝 son を explore し た. そ の results, molecular シ ャ ペ ロ ン の a で あ る HSP90 heritage 伝 son の planning write quantity が almost daily hour meter に よ っ て adjust さ れ て い る と exam え ら れ た. ま た, almost daily hour meter へ の light into the force system に チ ロ シ ン リ ン acidic protein が masato and し て い る possibility を beg し 検 た. そ の results, ヒ ヨ コ pineal MAP キ ナ ー ゼ が light stimulate の straight after に リ off ン acidification さ れ る こ と, さ ら に MAP キ ナ ー ゼ の チ ロ シ ン リ ン acidification quantity お よ は び activity under the condition of constant dark に お い て も almost daily リ ズ ム を shown す こ と が わ か っ た. The pineal gland was cultured with また and MEK <s:1> inhibitor (PD98059)を. The に was then administered to すると and the <s:1> position of the clock was シフトが観 observed された. こ れ ら の こ と か ら, MAP キ ナ ー ゼ は almost daily hour meter を constitute す る molecular で あ り, MAP キ ナ ー ゼ の activeness, no activation の サ イ ク ル は, almost daily hour meter が 駆 dynamic す る た め に necessary で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. 【 脳 deep に お け る light intelligence 伝 da 経 road 】 脳 deep (lateral septal, depending on the lower part of the bed) exist に す る light by let body を specific に know す を る antibody of し, immunohistochemical technique に よ り 脳 deep light within let cells の form や に お け る の bureau by let molecules in に つ い て beg し 検 た. そ の results, 脳 spinal marrow liquid contact ニ ュ ー ロ ン の ノ ブ structure お よ び に light on the cell membrane by let protein が set product し て い る こ と が わ か っ た.

项目成果

Takanaka,Yoko: "Light-dependent expression of pinopsin gene in chicken pineal gland." J.Neurochem.(in press). (1998)

Takanaka，Yoko：“鸡松果体中松果体蛋白基因的光依赖性表达。”

深田 吉孝: "視覚異常症.図説・分子病態学・改訂2版(分担執筆)" 中外医学社, 6 (1998)

深田喜孝：“视觉异常。图解解释/分子病理学/修订第2版（合著者）”Chugai Igakusha，6（1998）

Okano,Toshiyuki: "Light perception and circadian rhythm.(分担執筆)" Hokkaido University Press,Sapporo(in press.),

冈野俊幸：“光感知和昼夜节律。（撰稿人）”北海道大学出版社，札幌（正在印刷中），

深田 吉孝: "松果体の光受容.「生物時計の分子生物学」(分担執筆)" シュプリンガーフェアラーク東京, 12 (1999)

Yoshitaka Fukada：“松果体感光。‘生物钟的分子生物学’（合著者）”Springer Verlag Tokyo，12（1999）

深田吉孝: "中外医学社(印刷中)" 視覚異常症;図説分子病態学(改訂版).

深田喜孝：“中外医学社（出版中）”视觉异常；图解分子病理学（修订版）。