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動物の環境応答行動の光制御メカニズムと、その個体成長過程における転換様式を明らかにするため、真骨魚類ゼブラフィッシュを動物モデルとして次のように研究を進めた。
◎動物の光環境応答の一つ「背地適応」の光制御には、少なくとも２種類の光受容分子が関与し、その一部は視細胞以外の網膜ニューロンに存在する。これらの光受容細胞の特異的な破壊実験により背地適応制御の神経回路を調べるため、前年度に引き続いてGAL4-UASシステムの導入を進めた。本年度は、背地適応に関わるオプシン遺伝子の上流近傍に、CRISPR/Cas9を用いてGAL4遺伝子をノックインするための実験系を構築した。得られた個体群においてGAL4遺伝子の発現が眼球内で誘導され、かつ、このオプシン遺伝子の発現パターンに類似することがわかった。現在、組換え系統の樹立を進めている。
◎動物の光環境応答の進化学的・発生学的な研究展開として、網膜の錐体視細胞の分化制御メカニズムの研究をおこなった。脊椎動物の祖先種は紫・青・緑・赤という４種類の錐体オプシン遺伝子を持ち、４色型の色覚が原型である。このうち青錐体オプシン遺伝子の転写制御メカニズムはこれまで謎に包まれていた。４色型色覚をもつゼブラフィッシュを用いて錐体オプシン遺伝子制御の研究を行った結果、脊椎動物種に広く保存されているにもかかわらず機能未知であった転写因子Foxq2が、青錐体オプシン遺伝子の転写スイッチに必須の鍵分子であることを見出した。また、比較ゲノム解析より、foxq2遺伝子は哺乳類の進化初期に失われたことが判明した。これは青錐体オプシン遺伝子が哺乳類進化の過程で失われたことと一致し、脊椎動物の視覚進化を考えるうえで重要な発見である [Ogawa et al. 2021 Science Adv.]。