寺北 明久 (テラキタ アキヒサ)

TERAKITA Akihisa

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職名

教授

研究室所在地

杉本キャンパス

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪大学 -  理学博士

研究分野 【 表示 / 非表示

分子生理学、動物生理化学, 生物物理学, 光生物学

研究歴 【 表示 / 非表示

  • 多様な動物オプシンの光遺伝学的利用に関する基礎的研究

    (国際共同研究) 研究期間:

    2013年04月
    -
    現在

    研究課題キーワード:  動物ロドプシン、光遺伝学、Gタンパク質共役受容体

  • 非視覚の光受容に関する分子生理学的研究

    (機関内共同研究) 研究期間:

    1996年04月
    -
    現在

    研究課題キーワード:  非視覚、オプシン、松果体、脳内光受容

  • ロドプシン類の構造と機能多様性の連関

    (国際共同研究) 研究期間:

    1992年04月
    -
    現在

    研究課題キーワード:  光受容、ロドプシン類、光シグナル伝達

  • ロドプシンをモデルとしたGタンパク質共役型受容体の機能発現機構の解析

    (個人研究) 研究期間:

    1996年04月
    -
    2006年03月

    研究課題キーワード:  ロドプシン、Gタンパク質共役型受容体

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 社団法人日本動物学会

  • 日本比較生理生化学会

  • 日本生物物理学会

  • 日本進化学会

委員歴等 【 表示 / 非表示

  • 2009年01月
    -
    2010年12月

    社団法人日本動物学会   動物学推進理事

  • 2005年
    -
    2006年

    社団法人日本動物学会   会計理事

  • 2003年
    -
    現在

    社団法人日本動物学会   近畿支部委員

  • 2011年01月
    -
    2013年09月

    社団法人日本動物学会   会計担当理事

  • 2010年
    -
    2011年

    日本生物物理学会   委員

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受賞歴 【 表示 / 非表示

  • 日本動物学会賞

    2009年  

  • 日本比較生理性化学会吉田奨励賞

    1997年  

現在の職務 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学   理学研究科   生物地球系専攻   教授  

職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2006年
     
     

      大阪市立大学   教授

出身大学院 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1989年

    大阪大学  理学研究科  生理学専攻  博士課程

出身学校 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1980年

    大阪大学  理学部  生物学科

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Color opponency with a single kind of bistable opsin in the zebrafish pineal organ

    Wada Seiji, Shen Baoguo, Kawano-Yamashita Emi, Nagata Takashi, Hibi Masahiko, Tamotsu Satoshi, Koyanagi Mitsumasa, Terakita Akihisa

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA  115 ( 44 ) 11310 - 11315 2018年10月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Convergent evolution of tertiary structure in rhodopsin visual proteins from vertebrates and box jellyfish

    Gerrard Elliot, Mutt Eshita, Nagata Takashi, Koyanagi Mitsumasa, Flock Tilman, Lesca Elena, Schertler Gebhard F. X., Terakita Akihisa, Deupi Xavier, Lucas Robert J.

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA  115 ( 24 ) 6201 - 6206 2018年06月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Homologs of vertebrate Opn3 potentially serve as a light sensor in nonphotoreceptive tissue

    Koyanagi Mitsumasa, Takada Eiichiro, Nagata Takashi, Tsukamoto Hisao, Terakita Akihisa

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA  110 ( 13 ) 4998 - 5003 2013年03月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Depth Perception from Image Defocus in a Jumping Spider

    Nagata Takashi, Koyanagi Mitsumasa, Tsukamoto Hisao, Saeki Shinjiro, Isono Kunio, Shichida Yoshinori, Tokunaga Fumio, Kinoshita Michiyo, Arikawa Kentaro, Terakita Akihisa

    SCIENCE  335 ( 6067 ) 469 - 471 2012年01月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Beta-arrestin functionally regulates the non-bleaching pigment parapinopsin in lamprey pineal.

    E. Kawano-Yamashita, M.Koyanagi, Y.Shichida, T.Oishi, S. Tamotsu, A.Terakita

    PLoS One  6   e16402 2011年  [査読有り]

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • Optogenetic Potentials of Diverse Animal Opsins

    Terakita A, Nagata T, Sugihara T and Koyanagi M (担当: 単著 )

    Optogenetics  2015年

  • The evolution and diversity of pineal and parapineal photopigments. In “Evolution of Visual and Non-visual Pigments” ed

    Kawano-Yamashita E, Koyanagi M, Wada S and Terakita A (担当: 単著 )

    Springer Series in Vision Research  2014年

  • 見える光,見えない光 : 動物と光のかかわり

    日本比較生理生化学会, 寺北 明久, 蟻川 謙太郎 (担当: 単著 )

    共立出版  2009年

    CiNii

  • 見える光,見えない光 : 動物と光のかかわり

    日本比較生理生化学会, 寺北 明久, 蟻川 謙太郎 (担当: 単著 )

    共立出版  2009年

  • 動物の感覚とリズム(第1章 視覚の初期過程)

    寺北明久、七田芳則 (担当: 共著 )

    培風館 シリーズ21世紀の動物科学  2007年

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その他記事(Misc) 【 表示 / 非表示

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • ロドプシン類の発色団変換を利用した新規光遺伝学の確立

    研究課題/領域番号:16K14778  挑戦的萌芽研究 代表者

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2019年03月
     

     概要を見る

    一般に、オプシンがA2型レチナールを結合すると、A1型レチナール結合型オプシンと比較して、長波長シフトすることが知られている。その性質を光遺伝学に応用するために、培養細胞系を用いて、ロドプシン遺伝子とA1/A2レチノイド変換酵素を同時に発現し、波長感受性の解析を、以下の通りに行った。
    ・前年度においては、培養細胞でオプシンを発現させ、レチノイドを加えることなく、光反応性を解析した。今年度は、全トランス型レチナールを結合し、そのことを分光学的に解析できることが分かっているナメクジウオロドプシンをゼブラフィッシュで同定されたA1/A2レチノイド変換酵素(Cyp27c1)と同時に培養細胞で発現させた。そして、レチナールの添加なしに、界面活性剤を用いて可溶化し、そのロドプシンの光反応を利用した分光学的解析により、A2レチナールを結合しているロドプシン類の割合を解析した。その結果、酵素により生成されたA2レチナールを結合しているオプシンの割合は、結合していたとしてもわずかであることが示唆された。ゼブラフィッシュのA1/A2レチノイド変換酵素によりレチノールがA1からA2に変換されることは既に報告されているので、今後、発現オプシンの細胞内分布と変換酵素の細胞内分布の比較を進めことが重要であることが示唆された。
    ・ポリシストロニックにロドプシン遺伝子とA1/A2レチノイド変換酵素遺伝子を発現させる遺伝子コンストラクトを用いた解析を上述と同様にナメクジウオロドプシンを用いて開始し、上述と同様の結果が示唆された。
    レチナールA1からA2へと酵素的な変換を利用して、全トランス型レチナールを結合できるオプシンにA2が結合することを分光学的に捉えることを試みたが、十分量のA2を結合していることを示す結果を得ることはできなかった。一方で、A2結合オプシンの比率を高めるためには、オプシンの局在と変換酵素の局在を一致させる必要がある可能性が明らかになった。昨年度からの研究進展状況を合わせて、おおむね順調に進展していると自己評価した。
    今年度に引き続き、培養細胞系を用いて、ロドプシン遺伝子とA1/A2レチノイド変換酵素を同時に発現し、生成オプシン色素の吸収スペクトルや波長感受性の解析を行う。その際、培養細胞にロドプシン遺伝子とA1/A2レチノイド変換酵素を1つのプロモーターによりポリシストロニックに発現させ、オプシンがA2レチナールを結合する割合が高くなるような系も利用する。また、変換酵素を細胞膜近傍に存在させるために、他のタンパク質との融合タンパク質として発現させることも試みる。
    また、オプシンとA1/A2レチノイド変換酵素をゼブラフィシュの運動を制御する神経細胞あるいはセンチュウの運動神経に発現させ、生体の窓の波長域付近の光により運動が制御されるかの解析を試みる。

  • 非視覚の光受容におけるオプシンの分子特性と機能の関係

    研究課題/領域番号:15H05777  基盤研究(S) 代表者

    研究期間:

    2015年05月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    研究実績の概要
    オプシンの分子特性と松果体波長識別及び副松果体光受容細胞に関わる解析を行い、以下の結果が得られた。
    ・情報伝達の解析:松果体波長識別に関わる光受容細胞の情報伝達系について解析し、視覚(眼)の場合と比較した。ゼブラフィッシュでは、パラピノプシンは、色覚に関与する錐体細胞のGタンパク質であるトランスデューシン2(Gt2)と共局在しているが、cGMP分解酵素(PDE)も錐体型のものと共局在していることを見いだした。一方、錐体型のGtを持たないヤツメウナギの場合は、視覚と同一のGタンパク質およびPDEと共局在・共役していることを見出した。
    ・松果体オプシンの分子特性と波長識別機能の関連:前年度に作製した松果体オプシンの内の1つに代わり、視覚オプシンを発現させたゼブラフィッシュ変異体を用いて、松果体光受容細胞のカルシウムイメージング解析を行った。その結果、松果体オプシンの分子特性が波長識別応答に必須であり、また光受容細胞に視覚オプシンにはない明順応効果をもたらすことが分かった。
    ・UV光/緑色光の波長識別の生理機能の解析:比較的弱い白色光条件下おいて、松果体細胞がUV光と可視光の識別を行えることを明らかにした。また、脳に投射すると考えられる神経節細胞からカルシウムイメージングにより波長対比応答を記録することに成功した。
    副松果体の光受容細胞の役割に関する解析:副松果体に存在するパラピノプシン発現細胞の神経活動をカルシウムイメージングにより記録する方法を確立した。
    副松果体での光受容細胞の機能解析についてやや遅れぎみであるが、カルシームイメージングを用いた解析の条件設定が終了し、光応答の解析が可能となった。また、脳へと投射する神経節細胞からの波長対比応答の記録に成功したこと、さらに脳内のカルシウム応答解析の条件設定が終了したことから、今後の波長識別応答に関わる脳内部位の解析の進展に期待できる。以上のことから、全体として、おおむね順調であると自己評価した。
    松果体波長識別に関する解析:松果体のパラピノプシン発現細胞における1種類のオプシンによる波長識別について、パラピノプシン遺伝子破壊個体や視覚UVオプシンを発現する個体を用いて、環境光変化を模倣した光条件を用いて詳細に検討することにより、波長識別の生物学的意義を推測する。また、光受容細胞から波長対比応答を受け取る神経節細胞を標識し、投射する脳領域を決定する手法も試みるとともに、遺伝子破壊個体や視覚UVオプシンを発現する個体を用いた行動実験を開始する。
    副松果体オプシン発現細胞の光受容に関する解析:パラピノプシン遺伝子及び前年度作製したオプシン遺伝子を破壊したゼブラフィッシュを用いて、前年度に確立したカルシウムイメージングにより、パラピノプシン発現細胞や前年度に同定したオプシン発現細胞の光応答性について、詳細な解析を試みる。

  • 哺乳類の進化過程で失われた眼外光受容能の解明

    研究課題/領域番号:15K14568  挑戦的萌芽研究 代表者

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2017年03月
     

    分担者・その他:寺北 明久

     概要を見る

    私たちは、一般的な哺乳類である真獣類には存在しない光受容タンパク質類似遺伝子が、有袋類のゲノム中に存在することを見出した。有袋類オポッサムからこの光受容タンパク質類似遺伝子をクローニングし、分光学的・生化学的手法を用いて機能解析を行った結果、この遺伝子由来のタンパク質が、確かに光受容タンパク質として機能することを明らかにした。さらに、組織学的解析によって、この光受容タンパク質が、真獣類にも存在する他の光受容タンパク質とは異なる発現プロファイルを示すことを明らかにした。これらの結果は、真獣類にはない光受容能がオポッサムに存在することを強く示唆するものである。

  • 松果体関連器官における波長識別を担う非視覚オプシンの分子特性と機能の関係

    研究課題/領域番号:15H02409  基盤研究(A) 代表者

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2016年03月
     

     概要を見る

    松果体関連器官の波長識別応答の分子基盤を眼の波長識別(色覚)の分子基盤と比較し、その違いの機能的・進化的な意味を明らかにすることを目的として、以下の研究を実施した。
    (1)ゼブラフィッシュの松果体は、紫外光(UV光)と可視光の比率を検出する。その波長識別のUV光受容を担っている光受容タンパク質(オプシン)であるパラピノプシンをUV光感受性の視覚オプシン(UV光感受性視物質)と入れ替えた変異体、および、眼のUV光感受性視物質をパラピノプシンと入れ替えた変異体の作製を開始した。具体的には、CRISPR/Cas9システムによりパラピノプシンの遺伝子を破壊したゼブラフィッシュの受精卵に、パラピノプシン上流配列下でGCaMP(カルシウム感受性緑色蛍光タンパク質)およびUV視物質を発現させるDNAコンストラクトをインジェクトし、変異体の作製を試みた。その結果、稚魚において、GCaMPが松果体で発現していることを、GCaMPの蛍光観察により明らかにした。また、UV光感受性視物質が発現していることを確かめるために、UV視物質に対する抗体の作製にも成功した。
    (2)ゼブラフィッシュの松果体でのUV光と可視光の波長識別を詳細に解析するために、GCaMPを松果体光受容細胞に発現させた変異体を用いて、松果体の光受容細胞の波長識別のカルシウムイメージング法について検討した。その結果、蛍光顕微鏡を用いてイメージングを行った時は、青色励起光が刺激光にもなるため、青色に対する光受容細胞の光応答がイメージングできることが分かった。具体的には、松果体の波長識別に関わる光受容細胞において、青色光照射によりカルシウムイオン濃度の低下が起こることが観察できた。
    27年度が最終年度であるため、記入しない。
    27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 動物の多様なロドプシン類を利用した新しい光遺伝学的技術の確立

    研究課題/領域番号:25650117  挑戦的萌芽研究 代表者

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2015年03月
     

     概要を見る

    光受容タンパク質を神経細胞に導入し、その細胞の興奮を光により人為的に操作する光遺伝学的な技術が注目されている。光再生能を持つ3種類のロドプシン類が光遺伝学的な利用に適していることが、培養細胞を用いた実験により明らかになった。特に、ハマダラカのエンセファロプシン(Opn3)は、体内に広く存在する13シス型レチナールを結合できることを見出し、その性質が光遺伝学的な利用に極めて有効であることを発見した。ハマダラカエンセファロプシンは、細胞内cAMP濃度を減少させるが、その変異体を作成することにより、光依存的にcAMPの上昇やカルシウム濃度変化を引き起こすことに成功した。

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その他資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 細胞内二次メッセンジャーの光操作開発と応用

    制度名:  戦略的創造研究推進事業 「光の特性を活用した生命機能の時空間制御技術の開発と応用」領域 (受託研究)  代表者

    研究期間:

    2017年10月
    -
    2023年03月

  • 動物オプシンの光遺伝学的利用

    制度名:  Human Frontier Science Program Research Grant (受託研究)  分担者・その他

    研究期間:

    2014年12月
    -
    2017年11月

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 生物学概論C

    (2018年度)大学 共通(教育)科目

  • タンパク質機能学(生物化学実験法)

    (2018年度)大学 専門科目

  • 生物分子機能学演習

    (2018年度)大学 専門科目

  • 前期特別研究

    (2018年度)大学院 専門科目

  • 後期特別研究

    (2018年度)大学院 専門科目

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