松果体における光情報変換と概日時計の分子メカニズム

松果体和生物钟光学信息转换的分子机制

基本信息

批准号：
08740648
负责人：
岡野俊行
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 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)概日時計の発振メカニズムを解明するためには、光による時計の同調メカニズムを調べることが重要である。本研究ではまず、松果体に発現するG蛋白質の遺伝子クローニングを行い、複数のサブクラスのG蛋白質(Gt,Gi2,Gi3,Go1,Go2)の全塩基配列を決定した[Okano et al.,in press]。また、研究代表者らが発見したニワトリ松果体の光受容蛋白質(ピノプシン)を認識する抗体を作成し、松果体におけるピノプシンの局在を調べた[Hirunagi et al.,in press]。その結果、これまで光受容細胞と推定されてきた松果体の瀘胞形成細胞以外にも多数の光受容細胞が存在することを確認した。現在、クローニングしたG蛋白質に特異的な抗体を用いた免疫組織学的解析によって、それぞれのG蛋白質の松果体内での局在を調べている。ピノプシンと共役するG蛋白質を同定することによって、光受容から時計のリセットに至る光情報伝達経路が推定できると期待している。(2)生理学的研究から、年周リズムと関連する光受容体(Deep Brain Photoreceptor)が脳深部において発現していると推定されてきた。この脳深部光受容体の分子レベルでの実体は全く不明である。そこで本研究では、RT-PCR法を用いて光受容体遺伝子の高感度検索を行った。その結果、ヒキガエルの脳深部のmRNAから、網膜の光受容体よりも松果体の光受容体ピノプシンと非常に類似した光受容体遺伝子を単離することに成功した。現在、その全塩基配列の決定を行っている。

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）为了阐明生物钟的振荡机制，研究光对生物钟的夹带机制具有重要意义。在本研究中，我们首先对松果体中表达的 G 蛋白进行基因克隆，并确定了 G 蛋白多个亚类（Gt、Gi2、Gi3、Go1、Go2）的完整核苷酸序列 [Okano 等人，出版中] 。此外，我们还创建了一种可识别首席研究员发现的鸡松果体中的光感受器蛋白（pinopsin）的抗体，并研究了pinopsin在松果体中的定位[Hirunagi等人，出版中]。结果，我们确认除了松果体的卵泡形成细胞（被认为是感光细胞）之外，还存在许多感光细胞。目前，我们正在利用克隆 G 蛋白的特异性抗体，通过免疫组织学分析来研究每种 G 蛋白在松果体中的定位。通过识别与 pinopsin 偶联的 G 蛋白，我们希望能够估计从光接收到时钟重置的光学信息转导途径。 (2)生理学研究表明，与年节律相关的深部脑光感受器在大脑深处表达。这种深部大脑光感受器在分子水平上的身份是完全未知的。因此，在本研究中，我们使用 RT-PCR 对光感受器基因进行了高灵敏度的搜索。结果，他们成功地从蟾蜍大脑深处的 mRNA 中分离出一种光感受器基因，该基因与松果体中的光感受器 pinopsin 更相似，而不是与视网膜中的光感受器相似。我们目前正在确定整个碱基序列。