線虫における新規光受容体の同定および光情報伝達機構の解明

生物は光感知により様々な生理的反応や行動が見られ、それらは光受容体および下流の情報伝達経路によって制御されている。微生物や植物が複数ファミリーの光受容体を持ち合わせているのに対して、動物種ではオプシン・クリプトクロムの2つのファミリーしか見つかっていなかった。近年、線形動物（線虫）Caenorhabditis elegansから既知の光受容体とは異なる特徴を持つ光受容体LITE-1が同定されたが、LITE-1はC. elegansおよびその近縁種にしか存在せず、他の線虫種がどのように光受容・伝達しているかは分かっていない。本研究では線虫Pristionchus pacificusの光忌避行動に着目し、順遺伝学的スクリーニングや遺伝学的手法を用いることで新規光受容体及びその下流の制御機構の同定を目指す。P. pacificus は進化遺伝学のモデル生物として確立され、大腸菌を餌に寒天培地上で容易に飼育可能・全ゲノム配列の解読・遺伝学的ツールの開発など研究動物として様々な利点がある。当該年度においては新たな光忌避行動アッセイを確立し、P. pacificusがC. elegansよりも光反応性が高いことを確認した。さらに、光受容神経の同定のために、光伝達経路と予想される遺伝子のレポーター解析を行い、光伝達経路に関わる遺伝子が一部の頭部amphid neuronに発現していることを確認した。また、カルシウムインジケーターGCaMPを用いたカルシウムイメージングの確立を試みている。今後さらなる条件検討、変異体を用いた解析を行い、光受容神経の同定を目指す。

生物は光感知により様々な生理的反応や行動が見られ、それらは光受容体および下流の情報伝達経路によって制御されている。微生物や植物が複数ファミリーの光受容体を持ち合わせているのに対して、動物種ではオプシン・クリプトクロムの2つのファミリーしか見つかっていなかった。近年、線形動物（線虫）Caenorhabditis elegansから既知の光受容体とは異なる特徴を持つ光受容体LITE-1が同定されたが、LITE-1はC. elegansおよびその近縁種にしか存在せず、他の線虫種がどのように光受容・伝達しているかは分かっていない。本研究では線虫Pristionchus pacificusの光忌避行動に着目し、順遺伝学的スクリーニングや遺伝学的手法を用いることで新規光受容体及びその下流の制御機構の同定を目指す。P. pacificus は進化遺伝学のモデル生物として確立され、大腸菌を餌に寒天培地上で容易に飼育可能・全ゲノム配列の解読・遺伝学的ツールの開発など研究動物として様々な利点がある。当該年度においては新たな光忌避行動アッセイを確立し、P. pacificusがC. elegansよりも光反応性が高いことを確認した。さらに、光受容神経の同定のために、光伝達経路と予想される遺伝子のレポーター解析を行い、光伝達経路に関わる遺伝子が一部の頭部amphid neuronに発現していることを確認した。また、カルシウムインジケーターGCaMPを用いたカルシウムイメージングの確立を試みている。今後さらなる条件検討、変異体を用いた解析を行い、光受容神経の同定を目指す。