Investigation of brain photoreception in mammals based on characterization of non-visual photoreceptor proteins

基于非视觉感光蛋白表征的哺乳动物大脑感光研究

基本信息

批准号：
22H02663
负责人：
小柳光正
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02663/
关键词：
光生物眼外光受容ロドプシン GPCR 代謝光生物学脳科学

项目摘要

近年、多様な動物の脳において光受容タンパク質様遺伝子が発現していることが報告され、動物の脳における未知の光利用の可能性が注目されている。特に、一般に「光受容能はない」とされている哺乳類の脳において光受容タンパク質様遺伝子が発現しているという発見は、この定説を覆す可能性があり大きな意味を持つ。しかしながら、哺乳類の脳で発現が認められる光受容タンパク質様遺伝子が、実際に光受容体として機能するという明確な証拠がないため、哺乳類の脳内光受容能の真偽は依然として不明である。そこで本研究では、哺乳類の脳内光受容の解明を目指し、哺乳類の脳内光受容タンパク質様遺伝子についてタンパク質レベルの機能解析を起点とした研究を展開している。その結果、2022年度は以下の研究成果を得た。・従来の研究で用いられていたヒト、マウス以外に13種の哺乳類について脳内光受容タンパク質の同定および培養細胞発現系を用いた組換えタンパク質の解析を行った。その結果、一種の哺乳類の脳内光受容体について、実際に光受容タンパク質として機能する可能性を強く示唆するデータを得た。・哺乳類の脳内光受容タンパク質が駆動するシグナル伝達系を明らかにする目的で、共役するGタンパク質を同定するための解析系の導入を進め、哺乳類がもつ全16種のGタンパク質αサブユニットについて、分割型ルシフェラーゼを用いたアッセイ（NanoBiT-Gタンパク質解離アッセイ）の実験系を構築した。

最近，据报道，光感受器蛋白样基因在多种动物的大脑中表达，动物大脑中未知光利用的可能性引起了人们的注意。特别是，发现感受器蛋白样基因在哺乳动物的大脑中表达的发现，通常被认为是“非感官”的发现可能会推翻这一理论并具有重要意义。但是，没有明确的证据表明，在哺乳动物大脑中表达的感光蛋白样基因实际上是感光体，因此哺乳动物脑光感受器的真实本质仍然未知。因此，本研究旨在阐明哺乳动物的脑光受感受，并从哺乳动物脑光受体蛋白样基因的蛋白质水平功能分析开始进行研究。结果，在2022年获得了以下研究结果。在先前研究中使用的人类和小鼠外，还鉴定了13种哺乳动物，并使用培养的细胞表达系统分析了重组蛋白。结果，获得了强烈表明一种哺乳动物脑光感受器实际上可以充当感光蛋白的可能性。 - 为了阐明由哺乳动物中光感受器蛋白驱动的信号转导系统，我们开始引入分析系统以鉴定共轭G蛋白，并使用含有乳mammal的G蛋白α亚基的所有16种种类的16种种类的G蛋白α亚基构建实验系统。

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Optogenetic manipulation of Gq- and Gi/o-coupled receptor signaling in neurons and heart muscle cells

神经元和心肌细胞中 Gq 和 Gi/o 偶联受体信号传导的光遗传学操作

DOI：
10.1101/2022.10.25.513732
发表时间：
2022
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Hanako Hagio;Wataru Koyama;Shiori Hosaka;Aysenur Deniz Song;Janchiv Narantsatsral;Koji Matsuda;Tomohiro Sugihara;Takashi Shimizu;Mitsumasa Koyanagi;Akihisa Terakita;Masahiko Hibi
通讯作者：
Masahiko Hibi

ジンベエザメだけに起きた視覚の進化　～深海生活への適応か？～

只发生在鲸鲨身上的视觉进化——这是对深海生活的适应吗？

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The University of Manchester(英国)

曼彻斯特大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Paul Scherrer Institute(スイス)

保罗谢勒研究所（瑞士）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Analyses of light-dependent behavior involving pineal photoreceptions using zebrafish larvae.

使用斑马鱼幼虫分析涉及松果体感光的光依赖性行为。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Seiji Wada;Mitsumasa Koyanagi;Akihisa Terakita
通讯作者：
Akihisa Terakita

DOI：
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DOI：
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通讯作者：
永田崇