Investigation of brain photoreception in mammals based on characterization of non-visual photoreceptor proteins

基于非视觉感光蛋白表征的哺乳动物大脑感光研究

• 批准号: 22H02663
• 负责人: 小柳 光正
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02663/
• 关键词: 光生物; 眼外光受容; ロドプシン; GPCR; 代謝; 光生物学; 脳科学

近年、多様な動物の脳において光受容タンパク質様遺伝子が発現していることが報告され、動物の脳における未知の光利用の可能性が注目されている。特に、一般に「光受容能はない」とされている哺乳類の脳において光受容タンパク質様遺伝子が発現しているという発見は、この定説を覆す可能性があり大きな意味を持つ。しかしながら、哺乳類の脳で発現が認められる光受容タンパク質様遺伝子が、実際に光受容体として機能するという明確な証拠がないため、哺乳類の脳内光受容能の真偽は依然として不明である。そこで本研究では、哺乳類の脳内光受容の解明を目指し、哺乳類の脳内光受容タンパク質様遺伝子についてタンパク質レベルの機能解析を起点とした研究を展開している。その結果、2022年度は以下の研究成果を得た。・従来の研究で用いられていたヒト、マウス以外に13種の哺乳類について脳内光受容タンパク質の同定および培養細胞発現系を用いた組換えタンパク質の解析を行った。その結果、一種の哺乳類の脳内光受容体について、実際に光受容タンパク質として機能する可能性を強く示唆するデータを得た。・哺乳類の脳内光受容タンパク質が駆動するシグナル伝達系を明らかにする目的で、共役するGタンパク質を同定するための解析系の導入を進め、哺乳類がもつ全16種のGタンパク質αサブユニットについて、分割型ルシフェラーゼを用いたアッセイ（NanoBiT-Gタンパク質解離アッセイ）の実験系を構築した。

In recent years, the possibility of unknown light utilization in animals has been noticed. In particular, in general,"photoreceptivity" and "photoreceptivity" in mammals occur in the middle of the middle. Mammalian photoreceptors are recognized for their properties, and their functions are clearly identified. Mammalian photoreceptors are still unknown for their authenticity. This study is aimed at clarifying the photoreceptivity of mammals and analyzing the function of photoreceptivity of mammals. The following research results were obtained in 2022.·In recent studies, 13 species of mammals have been identified for their photoreceptors and for the analysis of their photoreceptors in cultured cells. As a result, a mammalian photoreceptor has been developed that is capable of producing a high level of photoreceptors. The introduction of analytical systems for mammalian photoreceptors and the construction of analytical systems for all 16 mammalian photoreceptors and photoreceptors.

项目成果

Analyses of light-dependent behavior involving pineal photoreceptions using zebrafish larvae.

使用斑马鱼幼虫分析涉及松果体感光的光依赖性行为。

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiji Wada;Mitsumasa Koyanagi;Akihisa Terakita
• 通讯作者: Akihisa Terakita

Paul Scherrer Institute(スイス)

保罗谢勒研究所（瑞士）

The University of Manchester(英国)

曼彻斯特大学（英国）

Investigation of spectral properties and spectral tuning mechanisms of anthozoan-specific opsins from a reef-building coral

造礁珊瑚珊瑚虫特异性视蛋白的光谱特性和光谱调谐机制的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Wojciech Ejsmond;Olivier Pierre Rochecouste;Taichi Rochecouste;Piotr Witkowski;酒井祐輔・小柳光正・寺北明久
• 通讯作者: 酒井祐輔・小柳光正・寺北明久

Optogenetic manipulation of Gq- and Gi/o-coupled receptor signaling in neurons and heart muscle cells

神经元和心肌细胞中 Gq 和 Gi/o 偶联受体信号传导的光遗传学操作

• DOI: 10.1101/2022.10.25.513732
• 发表时间: 2022
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Hanako Hagio;Wataru Koyama;Shiori Hosaka;Aysenur Deniz Song;Janchiv Narantsatsral;Koji Matsuda;Tomohiro Sugihara;Takashi Shimizu;Mitsumasa Koyanagi;Akihisa Terakita;Masahiko Hibi
• 通讯作者: Masahiko Hibi