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» 2018年04月24日 15時00分 公開

医療技術ニュース:光を受けるとオフになる、魚類や鳥類のユニークな光センサー

京都大学は、光を受けてスイッチを「オフ」にする、動物の光センサータンパク質「Opn5L1」を発見した。また、魚類から鳥類までの脊椎動物が脳内にOpn5L1を持つことで、哺乳類よりも多様な方法で光環境に対応していることを解明した。

[MONOist]

 京都大学は2018年4月2日、光を受けてスイッチを「オフ」にする、動物の光センサータンパク質「Opn5L1」を発見し、その性質を解明したと発表した。同大学理学研究科 名誉教授の七田芳則氏らと、立命館大学、岡山大学、神戸薬科大学、京都府立医科大学、大阪大学の共同研究グループによるものだ。

 多くの動物は、オプシンと呼ばれる光センサータンパク質を持っている。オプシンは光を受けるためにタンパク質内部にレチナール(ビタミンAの誘導体)を持ち、光を受けるとレチナールの形を変化させてスイッチをオンにし、視覚などの生理機能を発現する。眼で機能する視覚オプシンでは、変化させたレチナールを捨てて、スイッチをオフの状態に戻し、新しいレチナールを取り込んで次の光に対応する。

 同研究グループは、オプシンの中でもニワトリの脳で機能するOpn5L1が、光を受けると逆にスイッチをオフにする機能を持つことを確認した。さらに、Opn5L1はスイッチオフした後もレチナールを捨てずに保持し、また元の状態に戻ることが分かった。

 哺乳類を除く、魚類から鳥類までの幅広い脊椎動物はOpn5L1を持っている。このことから、これらの動物は光を受けてスイッチオンするオプシンと、スイッチオフするOpn5L1の両方を持ち、それらを環境に応じて巧みに使い分けることにより、ヒトを含む哺乳類よりも多様な方法で光環境に適応していることが解明された。

photo 眼で働く視覚のオプシンと脳で働くOpn5L1の性質の違い(クリックで拡大) 出典:京都大学

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