脳内で輝く光センサー 光で信号の伝達を停止(2018.04.16)

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七田芳則・理学研究科名誉教授らの研究グループは、光を受容するタンパク質の一種が、光を受けることで信号の伝達を停止するという特異性を持つことを発見した。この研究成果は、3月28日に英国の学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されている。

特異性が発見されたのはOpn5L1と呼ばれるもので、光を受容するタンパク質である「オプシン」の一種。これまでに哺乳類以外の多くの脊椎動物に存在することが確認されていたが、具体的な特性は分かっていなかった。七田名誉教授らは、ニワトリを使ってOpn5L1が大脳や視床下部といった脳内に分布することを確認し、光を浴びた際にどのような反応を見せるのかを突き止めた。

一般的なオプシンは、光を受けると、結合しているレチナールという物質の構造を変化させ、信号を脳に伝えるようになる。ところがOpn5L1では、はじめから信号を伝える状態にあり、光を浴びることで信号の伝達を停止する。さらに、一般的なオプシンと違い、構造の変化を時間経過で元に戻せるため、レチナール量が少ない脳内でも効率的に働くことができる。

Opn5L1の機能は解明されていないが、夜間に働く機能の日中での抑制、睡眠の誘導、構造がもとに戻るまでの時間を利用した計時機能などを担っていると推定されている。今後はOpn5L1の働きを失わせたメダカを使い、実際の機能を調べていくという。

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