視細胞の形態が規定する桿体と錐体の特徴的な光生理応答とその分子基盤

由感光细胞形态及其分子基础决定的视杆细胞和视锥细胞的特征光生理反应

• 批准号: 09J08564
• 负责人: 白木 知也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08564/
• 关键词: 視覚; 桿体; 錐体; GRK; ゼブラフィッシュ; 網膜; 松果体; 光受容; 視細胞

脊椎動物は、桿体と錐体という二種類の視細胞をもつ。桿体は感度がより高く、錐体は光応答からの回復がより速いという特徴をもつ。桿体と錐体では、光シグナリング蛋白質のサブタイプや外節構造をはじめとした細胞形態が異なることが知られている。私は昨年度の研究において、錐体型G-protein coupled receptor kinase (GRK)を桿体に異所発現するトランスジェニック系統(GRK7-Tg)の桿体光感度が、野生型と比較して約1/8まで低下することを見出した。本年度は筆頭著者の一人として、この成果を原著論文として投稿・改訂し、最終的にJournal of Physiology (London)誌に受理された。また、桿体と錐体の光応答特性の分子メカニズムに新たな観点から迫るべく、細胞形態の違いに着目した研究を進めている。本年度は光受容細胞の細胞形態の形成に関わる分子を同定するため、桿体、錐体および松果体細胞の三種の光受容細胞における遺伝子発現プロファイルを比較解析した。まず、桿体・錐体・松果体細胞それぞれ特異的に蛍光蛋白質を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを出発材料にし、昨年度に検討した実験条件によりFACS (Fluorescence Activated Cell Sorting)を用いて桿体・錐体・松果体細胞を分取した。分取した細胞から抽出したRNAを用いてマイクロアレイ解析を行い、桿体特異的に発現する遺伝子として約120遺伝子を同定した。現在、同定された遺伝子のin vivoにおける機能解析を行っている。また今回の解析では、錐体あるいは松果体光受容細胞特異的に発現する遺伝子も数多く同定されており、今後の光受容細胞の研究に重要な手がかりを与える成果といえる。

Vertebrate rods and cones are two types of visual cells. The rod body has a high sensitivity, and the cone has a light response. The structure of the rod and cone is different from that of the outer segment of the protein In the past year, the rod photosensitivity of GRK7-Tg was about 1/8 lower than that of wild-type GRK. This year, the author of the paper submitted, revised, and finally accepted by the Journal of Physiology (London) The study of molecular structure, optical properties of rods and cones is progressing. This year, we compared and analyzed the molecular identity of three types of photoreceptors, namely, rod, cone and pineal cells, which are involved in the formation of photoreceptors. In the past year, Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) has been used to isolate the specific photoprotein from the stem, cone and pineal gland cells. About 120 genes were identified in the analysis of RNA extracted from cells and in the development of rod-specific DNA. Now, with the same determination of the gene in vivo, the function analysis is carried out. The number of genes in the pineal gland that are specific to photoreceptors in the pineal gland is different and important for future studies on photoreceptors.

项目成果

ゼブラフィッシュ桿体と錐体の光応答特性におけるGRK1とGRK7の役割の分子生理学的解析

GRK1和GRK7在斑马鱼视杆细胞和视锥细胞光响应特性中作用的分子生理分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirofumi Hori;他;白木知也;Hirofumi Hori;Hirofumi Hori;Tomoya Shiraki;白木知也;白木知也
• 通讯作者: 白木知也

Altered photoresponse of zebrafish rods expressing a cone-specific G-protein-coupled receptor kinase, GRK7.

表达视锥特异性 G 蛋白偶联受体激酶 GRK7 的斑马鱼视杆的光反应发生改变。

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirofumi Hori;他;白木知也;Hirofumi Hori;Hirofumi Hori;Tomoya Shiraki
• 通讯作者: Tomoya Shiraki

Ectopic expression of cone‐specific G‐protein‐coupled receptor kinase GRK7 in zebrafish rods leads to lower photosensitivity and altered responses

斑马鱼视杆细胞中锥体特异性 G 蛋白偶联受体激酶 GRK7 的异位表达导致光敏度降低和反应改变

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Physiology
• 作者: Fivos Vogalis;T. Shiraki;Daisuke Kojima;Yasutaka Wada;Y. Nishiwaki;J. Jarvinen;J. Jarvinen;Junichi Sugiyama;Koichi Kawakami;Koichi Kawakami;I. Masai;Satoru Kawamura;Yoshitaka Fukada;Trevor D. Lamb
• 通讯作者: Trevor D. Lamb

Light-induced body color change in developing zebrafish

• DOI: 10.1039/c0pp00199f
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES
• 影响因子: 3.1
• 作者: Shiraki, Tomoya;Kojima, Daisuke;Fukada, Yoshitaka
• 通讯作者: Fukada, Yoshitaka

ゼブラフィッシュ桿体の光応答特性を調節するオプシンキナーゼGRK

视蛋白激酶 GRK 调节斑马鱼视杆的光响应特性

• 发表时间: 2009
• 作者: Yamamoto M;Hayakawa N;Murakami M;Kouyama T;白木知也
• 通讯作者: 白木知也