京大ら,光でオフになる光センサータンパク質を発見

京都大学,岡山大学,神戸薬科大学,京都府立医科大学,大阪大学らは共同で,光を受けてスイッチオンするのではなくスイッチオフする,興味深い動物の光センサータンパク質「Opn5L1」を発見し,そのきわめてユニークな性質を解明した(ニュースリリース)。

多くの動物は,外界からの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。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オンし,生理機能(例えば視覚)を発現する。

そして,眼で働く視覚オプシンなどでは,光を受けて変化したレチナールは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。

しかし研究グループは,オプシンのうちニワトリの脳内で機能する「Opn5L1」が光を受けると逆にスイッチオフする興味深い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あともレチナールを離すことなく保持し,また元の状態に戻ることがわかった。このようなユニークな性質を持つオプシンの発見はこの研究が初めて。

Opn5L1はヒトを含むほ乳類は持たないものの魚類から鳥類までの幅広い脊椎動物が持っていることから,これらの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の両方を持つことで,ヒト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としている。

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