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細胞:メラノプシンの異種発現による光感受性の誘導

Nature 433, 7027 doi: 10.1038/nature03345

メラノプシンは、内在性の光感受性網膜神経節細胞(ipRGC)にある光色素と考えられてきた。哺乳類の目にあるこの光受容細胞は、脳への直接投射を介して概日リズムと瞳孔の調節を行う。その作用スペクトル(λmax≈480 nm)は1種類のオプシンのものであり、またこの細胞に存在することが知られている唯一のオプシンはメラノプシンである。メラノプシンは、ipRGCの光感受性に必要であるとともに、桿体と錐体の機能を破壊したとしても残る光応答行動にも必要である。異種発現させたメラノプシンは、レチナールデヒドに結合してGタンパク質の光活性化を仲介するらしい。しかし、メラノプシンのアミノ酸配列は脊椎動物の光感受性オプシンとは異なっており、メラノプシンは未同定のオプシンにレチノイド発色団を提供する光異性化酵素の可能性があるとの見方もある。今回我々は、メラノプシンが機能性感覚色素であるかどうかを調べるために、TRPC3チャネルを安定的に発現するHEK293細胞で、メラノプシンを一時的に発現させた。これらの細胞では、光によって膜の脱分極が起こり、細胞内カルシウム濃度が上昇した。光応答はipRGCの場合とよく似ており、スペクトル感受性もほとんど同一だった(λmax≈479 nm)。光変換経路には、Gqタンパク質あるいは類似のGタンパク質とホスホリパーゼC、TRPC3チャネルが含まれていた。我々は、哺乳類メラノプシンは機能性感覚光色素で、神経節細胞光受容器の光色素であり、これらの光受容器は無脊椎動物に似た光変換カスケード反応を用いている可能性があると考える。

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