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

由感光细胞形态及其分子基础决定的视杆细胞和视锥细胞的特征光生理反应

• 批准号: 09J08564
• 负责人: 白木 知也
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08564/
• 关键词: 視覚; 桿体; 錐体; GRK; ゼブラフィッシュ; 網膜; 松果体; 光受容; 視細胞

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。

脊椎动物有两种类型的感光细胞：棒和锥。杆的特征是较高的灵敏度，而锥体从光反应中恢复了更快。众所周知，杆和锥体具有不同的细胞形态，包括光盘蛋白和外部节点结构的亚型。在去年的一项研究中，我发现与野生型相比，杆上的转基因线（GRK7-TG）的杆光敏性（GRK7-TG）降低至约1/8。今年，作为主要作者之一，我提交并修订了这一发现作为原始论文，并最终被《生理学杂志》（伦敦）接受。此外，为了获得新的视角，介绍了杆和锥体的光响应性能的分子机制，我们正在进行针对细胞形态差异的研究。今年，我们比较了三种类型的感光细胞中的基因表达谱：棒，锥和松果体细胞，以鉴定参与光感受器细胞细胞形态的分子。首先，根据去年检查的实验条件，使用FACS（荧光活化的细胞分选）对转基因斑马鱼（专门针对每个棒，锥和松果细胞）表达荧光蛋白，并用作起始材料，棒，锥和松果体细胞。使用从分离的细胞中提取的RNA进行微阵列分析，并将大约120个基因鉴定为杆特异性基因。当前，正在体内进行鉴定基因的功能分析。此外，在本分析中特异性表达的许多基因已在金字塔或松果感受器细胞中鉴定出来，使其成为一种成就，为未来对感光细胞的研究提供了重要的线索。

项目成果

ゼブラフィッシュ桿体と錐体の光応答特性におけるGRK1とGRK7の役割の分子生理学的解析

GRK1和GRK7在斑马鱼视杆细胞和视锥细胞光响应特性中作用的分子生理分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirofumi Hori;他;白木知也;Hirofumi Hori;Hirofumi Hori;Tomoya Shiraki;白木知也;白木知也
• 通讯作者: 白木知也

Altered photoresponse of zebrafish rods expressing a cone-specific G-protein-coupled receptor kinase, GRK7.

表达视锥特异性 G 蛋白偶联受体激酶 GRK7 的斑马鱼视杆的光反应发生改变。

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirofumi Hori;他;白木知也;Hirofumi Hori;Hirofumi Hori;Tomoya Shiraki
• 通讯作者: Tomoya Shiraki

Light-induced body color change in developing zebrafish

• DOI: 10.1039/c0pp00199f
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES
• 影响因子: 3.1
• 作者: Shiraki, Tomoya;Kojima, Daisuke;Fukada, Yoshitaka
• 通讯作者: Fukada, Yoshitaka

ゼブラフィッシュ桿体の光応答特性を調節するオプシンキナーゼGRK

视蛋白激酶 GRK 调节斑马鱼视杆的光响应特性

• 发表时间: 2009
• 作者: Yamamoto M;Hayakawa N;Murakami M;Kouyama T;白木知也
• 通讯作者: 白木知也

ゼブラフィッシュ桿体視細胞の高い光感度には低活性型の光受容体キナーゼが寄与する

低活性的光感受器激酶有助于斑马鱼视杆光感受器的高光敏性。

• 发表时间: 2010
• 作者: Wong;HL. and Shimamoto;K.;辻内翔;白木知也
• 通讯作者: 白木知也