カイメンの光受容蛋白質の機能解析による動物の光受容蛋白質の起源の探求

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これまで光受容タンパク質(オプシン)の研究は、脊椎動物、節足動物、軟体動物など三胚葉動物に限られており、原始的な動物の光受容系の分子基盤は全く不明であった。本研究では、動物の光受容タンパク質および光受容系の起源や多様性を理解する目的で、三胚葉動物出現以前の原始的動物(海綿動物、刺胞動物)の光受容タンパク質の同定、解析を行った。・クロイソカイメンの幼生を用いたwhole mountでのin situ hybridizationおよび免疫組織化学的実験系の構築に成功した。・二胚葉動物の中で最も発達した眼を持つアンドンクラゲ(刺胞動物/箱虫綱)から、オプシン遺伝子の完全長cDNAの単離に成功した。・アンドンクラゲオプシンに対する抗体を作製し、免疫組織化学的解析を行った結果、レンズ眼の網膜に局在することが明らかとなった。このことは、私たちが単離したオプシンが、視物質としてアンドンクラゲの視覚の中心的な役割を担っていることを示唆している(論文投稿中)。・アンドンクラゲオプシンの動物培養細胞での大量発現を試みた結果、光受容タンパク質として再構成させることに成功した(論文投稿中)。この結果は、アンドンクラゲオプシンが確かに光レセプターとして機能していることを示す初めての直接証拠である。また、無脊椎動物の視物質の培養細胞系での発現としては2例目であり、特に二胚葉動物の視物質としては初めての成果である。この系を用いた変異体解析を行うことによって、下等無脊椎動物の光受容タンパク質のアミノ酸残基レベルからの機能解析が可能となった。