光受容タンパク質に着目した脳内光受容の解析

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脊椎動物Opn3がどのGタンパク質を活性化するのかについて、当初の計画ではゼブラフィッシュの生体内でOpn3がどのようなGタンパク質と共局在するかを解析する研究も含まれていたが、前年度から引き続き、培養細胞でゼブラフィッシュOpn3を発現させ、Gタンパク質の活性化についての解析を中心に行った。これまでの解析で、ゼブラフィッシュの野生型Opn3を発現させた細胞において、光依存的な細胞内cAMP濃度変化、細胞内カルシウム濃度変化を測定したが、光依存的な反応は見られなかった。そこで、複数種類の培養細胞を用いて、多様な測定条件おいて、ゼブラフィッシュOpn3が引き起こす光依存的な細胞応答を捉えられないか、さらに詳細に検討した。複数種類のセカンドメッセンジャーの光依存的な増減を解析した結果、野生型ゼブラフィッシュOpn3を発現させた培養細胞において、光依存的なセカンドメッセンジャーの上昇を捉えることに成功した。これは、野生型Opn3が光依存的にGタンパク質を活性化することを示す初めての結果と考えられる。さらに、Gタンパク質のサブタイプ特異的に活性を調節する毒素や薬剤を用いて、上述の光依存的な反応を解析した結果、ゼブラフィッシュの野生型Opn3が光依存的に活性化するタンパク質サブタイプをある程度予測することができた。現在、これら候補Gタンパク質サブタイプをCRISPR/Cas9法により破壊した培養細胞を作製し解析を進めており、近い将来において脊椎動物Opn3が活性化するGタンパク質を明らかにできると考えている。