松果体関連器官における波長識別を担う非視覚オプシンの分子特性と機能の関係

松果体相关器官中负责波长辨别的非视觉视蛋白的分子特性和功能之间的关系

• 批准号: 15H02409
• 负责人: 寺北 明久
• 金额: $ 9.98万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H02409/
• 关键词: 光生物学; 非視覚機能; 松果体; 光受容タンパク質

松果体関連器官の波長識別応答の分子基盤を眼の波長識別（色覚）の分子基盤と比較し、その違いの機能的・進化的な意味を明らかにすることを目的として、以下の研究を実施した。（１）ゼブラフィッシュの松果体は、紫外光（UV光）と可視光の比率を検出する。その波長識別のUV光受容を担っている光受容タンパク質（オプシン）であるパラピノプシンをUV光感受性の視覚オプシン（UV光感受性視物質）と入れ替えた変異体、および、眼のUV光感受性視物質をパラピノプシンと入れ替えた変異体の作製を開始した。具体的には、CRISPR/Cas9システムによりパラピノプシンの遺伝子を破壊したゼブラフィッシュの受精卵に、パラピノプシン上流配列下でGCaMP（カルシウム感受性緑色蛍光タンパク質）およびUV視物質を発現させるDNAコンストラクトをインジェクトし、変異体の作製を試みた。その結果、稚魚において、GCaMPが松果体で発現していることを、GCaMPの蛍光観察により明らかにした。また、UV光感受性視物質が発現していることを確かめるために、UV視物質に対する抗体の作製にも成功した。（２）ゼブラフィッシュの松果体でのUV光と可視光の波長識別を詳細に解析するために、GCaMPを松果体光受容細胞に発現させた変異体を用いて、松果体の光受容細胞の波長識別のカルシウムイメージング法について検討した。その結果、蛍光顕微鏡を用いてイメージングを行った時は、青色励起光が刺激光にもなるため、青色に対する光受容細胞の光応答がイメージングできることが分かった。具体的には、松果体の波長識別に関わる光受容細胞において、青色光照射によりカルシウムイオン濃度の低下が起こることが観察できた。

The molecular basis for wavelength recognition of pineal organs and the molecular basis for wavelength recognition of the eye are compared and the implications for the evolution of these functions are discussed. (1) The ratio of ultraviolet light (UV light) to visible light in the pineal gland is detected. The UV photoreceptivity of the wavelength recognition system is determined by the UV photoreceptivity index. The UV photoreceptivity index is determined by the UV photoreceptivity index. In particular, CRISPR/Cas9 gene expression system was used to detect the DNA gene expression system and the heterogeneic gene production system under the upstream alignment of GCaMP (sensitive green light) and UV. The results, the juvenile fish, the pineal gland, the GCaMP, the GCaMP. The production of antibodies against UV photoreceptors was successful. (2) Wavelength identification of UV light and visible light in pineal gland is analyzed in detail. GCaMP is used in the development of pineal photoreceptors. Wavelength identification of pineal photoreceptors is discussed in detail. The result is that the light microscope is used to stimulate the light, and the cyan light is used to stimulate the light. Specific, pineal wavelength recognition related to light receptor cells, cyan light irradiation, low concentration of light, light detection