光でスイッチオフする光センサータンパク質を発見――哺乳類以外の脊椎動物に広く存在 京大など

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眼で働く視覚のオプシンと脳で働くOpn5L1の性質の違い

京都大学は2018年4月2日、立命館大学、岡山大学らと共同で光を受けてスイッチをオフするユニークな光センサータンパク質「Opn5L1」を発見したと発表した。

今回の研究は上記に加え、神戸薬科大学、京都府立医科大学、大阪大学との共同によるものだ。

多くの動物は、外界から光を最初に受けて生体反応のスイッチを入れる「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。今回の研究では、オプシンの1つ「Opn5L1」が光を受けると逆にスイッチオフする機能を持つことを、ニワトリを使って確認した。

Opn5L1は、魚類から鳥類までの多くの脊椎動物が持つが哺乳類は持っていないオプシンだ。オプシンは通常光を受けるために、タンパク質内にレチナール(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オンし、視覚などの生理機能を発現する。そして光を受けて変化したレチナールを一旦捨ててスイッチオフの状態になり、新たなレチナールを取り込むことで次の光に対応する。しかし、Opn5L1では、スイッチオフした後でもレチナールを離さずに保持し、再び元の状態に戻るということも確認された。

この研究により、哺乳類以外の脊椎動物では、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の双方を持つことで、ヒトを含む哺乳類よりも多彩な方法で光環境に適応していることが解明されたという。また、Opn5L1はレチナールを保持したまま再機能できることから、効率の良い光センサーとも言えるという。

Opn5L1が実際にどのような生理機能に関わっているかは判明していないため、今後は多くの脊椎動物で、Opn5L1がどのような役割を果たしているのかを解明していきたいという。

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