錐体視物質の分子特性に依存した網膜神経回路形成の分子機構の解明

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マウスは本来、常染色体上にUV(λmax=360nm)・X染色体上に緑(λmax=510nm)錐体視物質遺伝子を持つ2色性である。この緑視物質遺伝子座に波長シフトを誘発する変異(S308A)を導入することで3色性を作成し、以下の結果を得た。(1)マウス緑の野生型視物質と変異視物質(S308A)の分子吸光係数・トランスデューシン活性化能(GTP/GDP交換反応速度)・ヒドロキシルアミン耐性を比較した。その結果、変異視物質は野生型視物質と同様の挙動を示す事が分かった。(2)波長弁別の行動実験を行った。470nm・570nmの2色性ホモマウスが弁別不可能な光強度を提示光に用いて3色性ヘテロマウスの波長弁別能を検証した。提示光に対する応答は両群で異なる事が分かったが、波長弁別の有無を示す有意な違いは見られなかった。(3)網膜発生時(P0〜P14)に視細胞に発現する遺伝子について、電気穿孔法による過剰発現(Gain of Function)・機能欠損(Loss of Function)解析を行った。過剰発現を誘導された細胞の殆どは視細胞に分化した。shRNA導入により標的遺伝子の発現を抑制された細胞は視細胞以外の細胞に分化した。また、2次ニューロンである双極細胞の分化に影響を与える遺伝子も見られた。(3)の結果は視細胞に発現する遺伝子が2次ニューロンである双極細胞の分化決定に影響を与えることを示唆した。このような遺伝子の3色性マウスにおける機能解析は今後の課題である。また、(2)の結果は野生型緑視物質と変異視物質のλmaxが充分に離れていない可能性が考えられる。従って、より長波長側にλmaxを持つ変異視物質を持つノックインマウスによる解析も本研究の発展には重要である。