七田 芳則(しちだ よしのり)は、日本の生物物理学者、光生物学者。京都大学名誉教授、立命館大学総合科学技術研究機構客員教授。理学博士(京都大学、1979年)。元日本生物物理学会会長、元日本光生物学協会会長。専門は視物質・オプシン類の分子生理学および分子進化。
視物質ロドプシンをはじめとするオプシン類について、分子生理学的・分子進化学的な研究を行っている。
経歴 1974年 - 大阪大学理学部生物学科 卒業七田 芳則 京都大学大学院理学研究科生物科学専攻生物物理学教室 教授 専門分野:分子生理学、生物物理学 科学技術振興機構 1976年 - 京都大学大学院理学研究科生物物理学専攻 修士課程 修了 1979年 - 京都大学大学院理学研究科生物物理学専攻 博士課程 修了(理学博士) 1979年 - 日本学術振興会 奨励研究員 1979年 - 京都大学理学部 助手 1993年 - 京都大学理学部 助教授 1998年 - 京都大学大学院理学研究科 教授 2007年 - 日本光生物学協会 会長( - 2008年)歴代会長一覧 日本光生物学協会 2014年 - 日本生物物理学会 会長( - 2015年)本学会公告 日本生物物理学会 2017年 - 京都大学 定年退職七田芳則先生定年退職記念事業会 京都大学、京都大学名誉教授七田芳則 京都大学大学院理学研究科 2017年 - 立命館大学総合科学技術研究機構 客員教授七田 芳則 京都大学名誉教授 立命館大学総合科学技術研究機構 客員教授 CSVS, Center for Systems Vision Science
2017年3月3日に京都大学で最終講義「光受容の一般性と多様性」が行われ、同年5月11・12日には退職を記念した国際シンポジウム(International Symposium on Biophysics of Rhodopsins)が京都大学で開催された。
このほか、日本学術振興会 科学研究費委員会 国際科学研究費部会 生物学小委員会の幹事を務めた(2019年度名簿)。科学研究費委員会 国際科学研究費部会 生物学小委員会 名簿 日本学術振興会
研究・業績 動物の光受容を担うタンパク質「オプシン」を対象に、その機能の解析と、遺伝子操作によるオプシン類の進化・多様化の道筋の解析を研究の柱としている。研究室の紹介では、ロドプシンに代表される光受容体ファミリーの研究を、Gタンパク質共役受容体(GPCR)ファミリー全体の機能発現の一般性と多様性の研究に広げることを目指すと述べられている。教授:七田芳則 京都大学大学院理学研究科 生物物理学教室 光受容分子生理学研究室
ロドプシンの光反応と活性化機構 眼の視細胞(桿体)では、ロドプシンが光を受け取ると、タンパク質の内部に抱えられたレチナール(ビタミンAの誘導体)の形が変わり、いくつかの中間状態を経て、細胞内のGタンパク質(トランスデューシン)を活性化して視覚の信号が生まれる。この過程で生じる反応中間体の性質や、Gタンパク質を活性化する状態のロドプシンの構造について研究しており、メタロドプシンI・メタロドプシンII・オプシンの構造の違いをX線散乱法で調べた共著論文などがある。今元 泰 京都大学教育研究活動データベース(共著論文として掲載)
オプシンの分子進化 系統の比較にもとづいて設計した変異体を作り、その性質を調べることで、オプシンの進化の鍵となる特徴を探ってきた。2009年の総説(共著)では、ロドプシン類の進化における「対イオン」(レチナールとの結合部位の近くで電荷を安定化するアミノ酸)の置き換わり、受容体へのアゴニスト(作動物質)の結合の低下、桿体オプシンを錐体オプシンから区別する分子特性などが論じられている。Shichida Y, Matsuyama T (2009) "Evolution of opsins and phototransduction". Philosophical Transactions of the Royal Society B 364(1531): 2881-2895. PubMed Central
2004年には、宮田隆、寺北明久らとの共著で、ロドプシン類の分子進化における対イオンの移動を論じた論文を発表している(Nature Structural & Molecular Biology)。寺北 明久 researchmap(共著論文として掲載)
視覚の進化と多様性 ヒトの眼の進化の過程 脊椎動物の視細胞の光受容タンパク質は、祖先型のものより光情報の増幅効率(シグナル増幅効率)が高く、その性質は新たなアミノ酸の獲得によることを、先に明らかにしていた。2017年には、脊椎動物に進化的に近い無脊椎動物であるホヤの眼で働く光受容タンパク質を解析し、ホヤのタンパク質は、脊椎動物型の高い増幅効率に必要なアミノ酸を獲得しつつも、無脊椎動物型のアミノ酸も同時に使っていることを示した。ホヤの光受容タンパク質は、増幅効率を高めている途中の段階にあるとされ、脊椎動物の眼の進化の過程を分子レベルで示す成果として報じられた(PNAS)。ヒトの眼の進化のターニングポイントを発見 -「ホヤの光センサー」が埋める進化のmissing link- 京都大学大学院理学研究科、2017年6月12日 カエルの「暗がりでの色覚」 ヒトを含む多くの脊椎動物は、暗がりでは色を識別できないが、カエルは例外的に暗がりでも色を見分けるとされてきた。カエルの眼には通常の桿体のほかに、青色に感度をもつ錐体視物質(明るい場所での色覚に使われる光受容タンパク質)を含む特別な桿体があり、この錐体視物質が1つのアミノ酸の置換によって、光がないときの誤った反応(ノイズ)を低く抑える暗所向けの性質を獲得したことを2017年に明らかにした(PNAS)。カエルはいかにして「暗がりでの色覚」を獲得したのか? -カエルがもつ特殊な視覚機能の解明- 京都大学大学院理学研究科、2017年5月30日
脳などで働く光受容タンパク質 動物は眼だけでなく脳などにもオプシンをもち、時刻や季節の認識といった、視覚とは異なる光の受容に関わると考えられている。こうした「非視覚」のオプシンについて、次のような研究を行った。 2010年、ニワトリのOpn5が紫外光に感受性をもつオプシンであることを報告した。Yamashita T, Ohuchi H, Tomonari S, Ikeda K, Sakai K, Shichida Y (2010) "Opn5 is a UV-sensitive bistable pigment that couples with Gi subtype of G protein". AGRIS 2017年、ショウジョウバエの脳で体内時計(生体リズム)の調節に関わる光センサー「Rh7」が、紫外光を中心に紫色光・青色光まで幅広い波長の光を受容できることを報告した(Scientific Reports)。ショウジョウバエは脳で紫外光を感じる -一人二役の脳内光受容タンパク質- 京都大学大学院理学研究科、2017年10月10日 2018年、ニワトリの脳で働くOpn5L1が、一般のオプシンとは逆に、光を受けるとスイッチがオフになり、しかもレチナールを手放さないまま元の状態に戻る性質をもつことを報告した(Nature Communications)。Opn5L1は魚類から鳥類まで幅広い脊椎動物がもつが、ヒトを含む哺乳類はもたない。Sato K, Yamashita T, Ohuchi H, Takeuchi A, Gotoh H, Ono K, Mizuno M, Mizutani Y, Tomonari S, Sakai K, Imamoto Y, Wada A, Shichida Y (2018) "Opn5L1 is a retinal receptor that behaves as a reverse and self-regenerating photoreceptor". Nature Communications 9: 1255. 光を受けるとオフになる動物のユニークな光センサーを発見 京都大学、2018年4月2日
このほか、魚類の松果体オプシンパラピノプシンが紫外光感受性型と青色光感受性型に分化していることを示した研究にも、共著者として参加している。Koyanagi M, Wada S, Kawano-Yamashita E, Hara Y, Kuraku S, Kosaka S, Kawakami K, Tamotsu S, Tsukamoto H, Shichida Y, Terakita A. PubMed Central
主な受賞歴 2000年 - 日本動物学会 学会賞(「視物質の分子生理学的・分子進化学的研究」)動物学会賞・動物学会奨励賞 受賞者一覧 日本動物学会 2013年(第1回) - 日本光生物学協会 協会賞(「視物質・オプシン類の光生物学的研究」)。受賞講演は2014年8月の第18回年会で行われた。功績賞・協会賞・奨励賞・ポスター賞 日本光生物学協会/年会写真(2014年) 日本光生物学協会 2026年 - 日本光生物学協会 功績賞(「光受容タンパク質オプシン類の生物物理学的・分子生理学的・分子進化学的研究」)第26回年会 日本光生物学協会
主な著作・共著 『動物の感覚とリズム』(深田吉孝と共編、シリーズ21世紀の動物科学9)七田, 芳則 国立国会図書館典拠データ検索・提供サービス
関連項目 ロドプシン / オプシン バクテリオロドプシン 宮田隆 前田章夫 Gタンパク質共役受容体 収斂進化 生物物理学 / 光生物学 / 分子進化
脚注