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

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。

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。