ノックインマウスを用いた生体内環境における光情報伝達機構の研究

利用敲入小鼠研究体内环境光信息转导机制

• 批准号: 15770097
• 负责人: 今井 啓雄
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770097/
• 关键词: ロドプシン; G蛋白質; 分光光度計; タンパク質; 錐体; 視物質; 光受容; ノックイン; 光受容蛋白質; ノックインマウス; 視細胞; 電気生理学; 網膜電位図; アレスチン; ノックアウトマウス

錐体と桿体の光受容蛋白質の機能発現機構をin vitroとin vivoの系を駆使して解明した(1)。また、これらの光受容蛋白質の性質の違いが細胞レベルでの応答特性の違いにどのように寄与しているのかを検討した(2)。具体的には、光受容蛋白質の機能的性質、構造的性質を変化させる部位特異的変異を導入したマウスや、錐体と桿体の光受容蛋白質を入れ替えたノックインマウスを作製し、光受容蛋白質本来の機能場である視細胞円盤膜上での蛋白質の構造変化や光情報伝達能を解析した。また、これらのマウスの視細胞の応答特性を解析することにより、光受容蛋白質を含む光情報伝達に関わる分子群が細胞の応答特性に与える寄与分を解析した。(1)マウスロドプシンやその変異体に加え、マウス緑およびUV感受性錐体光受容蛋白質について分子的性質の検討を行った。光感受性については吸収分光により、中間体の同定と速論的解析は高速吸収分光と蛍光測定を併用して行った。その結果、マウス緑およびUV感受性錐体光受容蛋白質はロドプシンに比べてメタII中間体の崩壊速度が数十倍速いことがわかった。また、それに対応してG蛋白質を活性化する見かけ上の能力がロドプシンよりも十倍以上低いことがわかった。(2)これまでに作製したロドプシンE122Q部位特異的変異マウスや、錐体光受容蛋白質ノックインマウスを用いて、電気生理学的手法により光受容蛋白質の性質が視細胞の応答特性に与える寄与を検討した。筑波大学生物学系研究室に設置した吸引電極を用いた方法により、単離視細胞の光応答特性を検出することができた。その結果、変異マウスの光感受性が野生型に比べて低いことが判明した。また、その原因は(1)で記述したG蛋白質を活性化する見かけ上の能力と発現量の違いによりある程度の説明ができることがわかった。

The functional mechanism of cone and rod photoreceptive proteins in vitro and in vivo is explained (1). The properties of these photoreceptors are discussed in relation to cellular response characteristics (2). The specific functional properties and structural properties of the photoreceptive protein are changed, and site-specific differences are introduced into the photoreceptive protein of the cone and rod. The functional fields of the photoreceptive protein are changed, and the structural information of the protein on the disc membrane of the visual cell is analyzed. The analysis of the response characteristics of the cells in the light receptor protein and the analysis of the response characteristics of the cells in the light receptor protein. (1)A study of the properties of UV-sensitive cone photoreceptors Photosensitivity analysis, absorption spectroscopy, intermediate identification, rapid absorption spectroscopy and fluorescence measurement As a result, the UV-sensitive cone photoreceptivity protein is tens of times faster than that of the intermediate II. The ability to activate G protein is more than ten times lower than that of other proteins. (2)This is the first time that we have studied the properties of photoreceptive proteins and the response characteristics of visual cells. Research Laboratory, Department of Biology, University of Tsukuba As a result, the photosensitivity of the wild type was lower than that of the wild type. The reason for this is (1) Description of the activity of G protein, the ability to produce it, and the degree of violation.

项目成果

Identification of a protanomalous chimpanzee by molecular genetic and electroretinogram analyses.

通过分子遗传和视网膜电图分析鉴定原始异常黑猩猩。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Vision Research 45
• 作者: Terao;K.;Mikami;A.;Saito;A.;Itoh;S.;Ogawa;H.;Takenaka;O.;Sakai;T.;A.;Teramoto;M.;Udono;T.;Emi;Y.;Kobayashi;H.;Imai;H.;Shichida;Y.;Koike;S.
• 通讯作者: S.

T.Morizumi: "Two-Step Interaction Mechanism of Rhodopsin Intermediates with C-Terminal Region of Transducin Alpha-Subunit"J.Biochem.. 134. 259-267 (2003)

T.Morizumi：“视紫红质中间体与转导蛋白α亚基 C 末端区域的两步相互作用机制”J.Biochem.. 134. 259-267 (2003)

蛋白質・核酸・酵素 増刊号「生命秩序を担う生体超分子」

蛋白质、核酸和酶特刊：“负责生命秩序的生物超分子”

• 发表时间: 2005
• 作者: S.Kuwayama;K.Terao;T.Kodama;T.Sugawara;H.Ueyama;今井啓雄
• 通讯作者: 今井啓雄

Amino acid residues responsible for the meta-III decay rates in rod and cone visual pigments.

负责视杆和视锥视觉色素中元 III 衰变率的氨基酸残基。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochemistry 44
• 作者: S.Kuwayama

T.Hirano: "Effect of Anion Binding on the Thermal Reverse Reaction of Bathoiodopsin : Anion Stabilizes Two Forms of Iodopsin."Biochemistry. 42・43. 12700-12707 (2003)

T.Hirano：“阴离子结合对红紫红质的热逆反应的影响：阴离子稳定两种形式的碘紫红质。”生物化学 42・43（2003）。