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脳内光受容体の光情報伝達機構が解く日周活動・光周性制御の謎

大脑光感受器的光信息传递机制解开昼夜活动和光周期控制之谜

基本信息

批准号：
04J04797
负责人：
増田智浩
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04797/
关键词：
アユロドプシン性成熟光周性視床下部 In situハイブリダイゼーション cDNAクローニング Dio2 in situハイブリダイゼーションオプシン生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン蛍光免疫二重染色視索前野脳内光受容体アルギニンバソトシンラジオイムノアッセイ

项目摘要

脳内光受容体によって受容された光情報が甲状腺ホルモン脱ヨウ素酵素II型(Dio2)遺伝子の発現を誘導し,甲状腺ホルモンのthyroxineからtriiodothyronineへの転換が生殖腺発達のきっかけとなる,という鳥類と同様の生殖腺発達の光周性制御機構をアユなどの魚類も有することが予測されている.このモデルの魚類における妥当性を確認するため,短日繁殖型の魚類であるアユを主な対象として実験を行ってきた.昨年度はアユの脳からDio2のcDNAクローニングを行い,部分塩基配列を決定した.そこで今年度はDio2遺伝子がアユの脳内光受容体であるロドプシンを介した発現制御を受けているかをin situハイブリダイゼーションなどにより調べた.また,甲状腺ホルモン不活性化酵素であるDio3のcDNA部分塩基配列を決定し,Dio3についても同時に検討を行った.その結果,Dio2,Dio3のmRNAはアユ脳室壁のependymal cellに局在していることが判明した.この発現部位は脳内光受容分子であるロドプシンの発現が免疫組織化学により確認された視索前野とは異なる部位であった.また,生殖腺発達が促進される短日条件下と抑制される長日条件下で飼育したアユのDio2 mRNA量を比較したところ,短日条件下で長日条件下よりも有意に高い発現量を示した.Dio3 mRNA量は有意な変化を示さなかった.よって,短日繁殖型のアユにおいても光周情報はDio2発現の増加を介して性中枢に伝達されるものと結論された.また,Dio3の発現量が長日条件下と短日条件下で変動しないのは短日繁殖型動物の特徴である可能性がある.

The expression of thyroid hormone type II (Dio2) gene is induced by the receptor of light in the thyroid gland, and the photoperiodic control mechanism of gonad development in birds and fish is predicted. The fish of the short-day breeding type are identified as appropriate. Yesterday, the cDNA library of Dio2 was opened, and the partial nucleotide sequence was determined. This year, Dio2 is the first time in the world that the light receptor in the body has been lost. In addition, the thyroid enzyme inactivation was determined by the nucleotide alignment of Dio3 cDNA, and Dio3 was simultaneously investigated. As a result, it was clearly determined that the mRNA of Dio2 and Dio3 were absent from the ependymal cells of the chamber wall. Immunohistochemical analysis of the expression of photoreceptors in the brain confirmed that the expression of photoreceptors in the brain was not related to the expression of photoreceptors. Dio2 mRNA levels in gonads were increased under short-day conditions and inhibited under long-day conditions. Dio3 mRNA levels were increased under short-day conditions and increased under long-day conditions. The results show that the short day reproductive type of the cell has the highest optical cycle information, and the Dio2 gene has the highest optical cycle information. Dio3 is likely to occur under long day conditions and short day conditions.