Photoreceptome研究による動物の光受容システムの起源及び多様性の解明

通过感光组研究阐明动物感光系统的起源和多样性

• 批准号: 17018024
• 负责人: 小柳 光正
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17018024/
• 关键词: 光受容システム; オプシン; 進化; カイメン; ハエトリグモ; ナメクジウオ; photoreception; 色覚

本研究は、光受容システムという、ほとんど全ての動物が持つ機能に注目し、このシステムが動物進化の過程でどのように進化、多様化したのかを分子レベルで明らかにすることを目指している。特に本研究では、原始的な動物である海綿動物と腔腸動物を用いて光受容システムの起源を、クモ類を用いて光受容システムの多様性(色覚)を配列解析と実験を組み合わせて調べる。1.光受容システムの起源の探索については、一昨年から行ってきた予備調査の成果として、これまで採取困難であった走光性を持つクロイソカイメン(海綿動物)の幼生とレンズ眼を持つアンドンクラゲ(腔腸動物)から、質・量とも分子生物学実験に堪えるRNAの調整に成功した。これまでにアンドンクラゲからオプシンを、クロイソカイメンからは、オプシンではなく別のタイプの光受容蛋白質、クリプトクロームの単離に成功した。これらの生体内局在や駆動するシグナル伝達系の同定のために特異的抗体の作製を開始した。2.色覚の分子メカニズムの多様性研究に関しては、4色性色覚を持つとされるハエトリグモから4種類のオプシンの単離に成功した。分子系統解析の結果、節足動物門における色覚の進化のパターンとして、まず現存の節足動物の共通祖先の段階ですでに二色性の色覚を持っており、その後、昆虫類、クモ類それぞれの系統でオプシンのレパートリーが増え、今日の高度に発達した色覚が独立に進化したことが示唆された。また、波長制御に関与するアミノ酸残基の比較解析により、節足動物のUV視の起源が節足動物の祖先までさかのぼることが示唆された(論文投稿中)。脊椎動物、昆虫類とは異なるハエトリグモ独自の色覚メカニズムを明らかにするために、ハエトリグモの特殊な網膜における各オプシンの分布の解析を開始した。3.昆虫類や硬骨魚類のゲノム中に、機能未知のオプシンを多数見出した。これらの機能解析を行うためにオプシンの単離を行った。

这项研究的重点是光感受器系统，几乎所有动物都拥有的功能，并旨在阐明该系统在动物进化过程中如何发展和多样化的分子水平。特别是，本研究使用原始海绵和腔co虫动物研究了光感受器系统的起源，并使用阿拉伯人使用蜘蛛来研究光感受器系统（色觉）的多样性，结合了序列分析和实验。 1。至于搜索感光器系统的起源，这是由于前一年进行的初步研究的结果眼睛。到目前为止，我们已经成功地从Andon水母中分离了Opsin，而不是Croisosicae的隐脚蛋白，而不是Opsin，但另一种类型的感光蛋白蛋白质是加密蛋白。启动了特定抗体的产生，以鉴定这些体内定位和驱动信号转导系统。 2。关于彩色视觉分子机制的多样性的研究，我们已成功地从蝇蜘蛛中隔离了四种类型的Opsins，据说它们具有四种颜色的色觉。分子系统发育分析表明，门节肢动物中色觉的演变是，它们已经在现有节肢动物的共同祖先的阶段已经具有二甲状腺色彩视觉，然后在昆虫和arachnids中Opsin的曲目已经增加了，这表明当今高度发达的色彩视觉具有独立的独立发展。此外，对波长调​​节涉及的氨基酸残基的比较分析表明，节肢动物中紫外线的起源可以追溯到节肢动物的祖先（论文提交）。为了阐明与脊椎动物和昆虫不同的蝇蜘蛛的独特色觉机制，我们开始分析每种opsin在蝇蜘蛛的专业视网膜中的分布。 3。在昆虫和硬骨鱼的基因组中发现了许多未知功能的Opsin。 OPSIN被隔离以执行这些功能分析。

项目成果

Seasonal variation of chromophore composition in the eye of the Japanese dace, Tribolodon hakonensis.

日本鲮鱼（Tribolodon hakonensis）眼睛中发色团组成的季节性变化。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J Comp.Physiol.A 191
• 作者: 黒木陽子;藤山秋佐夫;Mitsumasa Koyanagi;Sanae Sakami;Yuka Ueno
• 通讯作者: Yuka Ueno