GTP結合蛋白質をはじめとする光情報伝達分子群の多様性と進化

包括 GTP 结合蛋白在内的光转导分子的多样性和进化

基本信息

批准号：
06273210
负责人：
深田吉孝
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 Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。【1】松果体光受容タンパク質の機能解析ニワトリ松果体cDNAライブラリーから新しい光受容タンパク質の遺伝子クローニングに成功した。このタンパク質の機能解析を行うために、単離したcDNAを293EBNA細胞に導入し蛋白質を強制発現させた結果、発現タンパク質は11シス型レチナ-ルと結合し、約470nmの青色の光を最もよく吸収することが明らかになった。そこで、松果体(pineal)のみに発現する光受容蛋白質(opsin)という意味から、この光受容体をピノプシン(pinopsin)と命名した。ピノプシンは松果体の概日リズムを制御していると考えられる。アミノ酸配列をもとに光受容体の分子系統樹を作成したところ、ピノプシンと視物質は同一の祖先遺伝子から進化したと考えられた。さらに、進化の過程で脊椎動物が出現した時点においては、すでにピノプシンの遺伝子が存在していたと推定された。つまり、進化の過程で失っていなければ、下等な魚類を含めて全ての脊椎動物はピノプシンの遺伝子を持っていると考えられた。【2】松果体Gタンパク質の検索ピノプシンが相互作用すると考えられる三量体型Gタンパク質αサブユニットの検索を行った。その結果、PCR法により視細胞のGタンパク質トランスデューシンαサブユニットと類似のタンパク質cDNA断片を松果体から単離することに成功した。現在、全翻訳領域を含むcDNAの単離を試みている。【3】未知の光受容体の検索松果体とは別に、鳥類の脳深部(視床下部)には、季節性繁殖や概日リズムの光同調を制御する脳内光受容体が存在すると考えられている。この光受容体はピノプシンのホモログである可能性があるので、その遺伝子クローニングを目的として、現在、ハト外側中隔部のcDNAライブラリーを作製している。

本研究按照资助申请中所述的研究实施计划进行，并获得以下研究结果。 [1] 松果体光感受器蛋白的功能分析我们成功地从鸡松果体cDNA文库中克隆了一种新的光感受器蛋白。为了分析该蛋白的功能，我们将分离的cDNA导入293EBNA细胞中，并强制该蛋白表达，结果，表达的蛋白与11-顺式视网膜结合，并且表达的蛋白对蓝光最敏感。已经表明它可以被吸收约470nm。因此，这种光感受器被命名为pinopsin，意思是一种只在松果体中表达的光感受器蛋白（视蛋白）。 Pinopsin被认为可以控制松果体的昼夜节律。根据氨基酸序列构建了光感受器的分子树，并得出结论：pinopsin和视物质是由相同的祖先基因进化而来的。此外，人们认为，当脊椎动物在进化过程中出现时，松菌素基因就已经存在。换句话说，所有脊椎动物，包括低等鱼类，都会拥有松菌素基因，除非它在进化过程中丢失了。 [2] 寻找松果体 G 蛋白我们对三聚体 G 蛋白的 α 亚基进行了搜索，认为松果体蛋白与该蛋白相互作用。结果，我们通过PCR方法成功地从松果体中分离出了与感光细胞G蛋白转导蛋白α亚基相似的蛋白质的cDNA片段。目前，我们正在尝试分离包含整个翻译区域的 cDNA。 [3] 寻找未知的光感受器除了松果体之外，人们认为鸟类的大脑深部（下丘脑）也存在控制季节性繁殖和昼夜节律的光夹带的光感受器。由于该光感受器可能是pinopsin的同源物，我们目前正在构建鸽子侧隔膜的cDNA文库，用于基因克隆的目的。