ショウジョウバエ（Drosophila）のリン酸化プロテオームの光誘導性リモデリングがTrpチャネルを介して視覚適応を制御する

SCIENCE SIGNALING
29 Sep 2026 Vol 19, Issue 957
DOI: 10.1126/scisignal.aei4151

Lucas D. Kramer^{1, †}, Tal Brandwine-Shemmer^{2, †}, Leah R. Pierce¹, Yi-Kai Liu¹, Jonas-Peter Bartels^{3, ‡}, Armin Huber³, Baruch Minke², W. Andy Tao^{1, 4, 5}, Vikki M. Weake^{1, 4, *}

1. ¹ Department of Biochemistry, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
2. ² Department of Medical Neurobiology Faculty of Medicine and Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences (ELSC), Hebrew University, Jerusalem, Israel.
3. ³ Institute of Biology, Department of Biochemistry, University of Hohenheim, 70599 Stuttgart, Germany.
4. ⁴ Purdue Center for Cancer Research, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
5. ⁵ Department of Chemistry, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
6. † These authors contributed equally to this work.
7. ‡ Present address: Idorsia Pharmaceuticals Ltd., Hegenheimermattweg 91, 4123 Allschwil, Switzerland.
8. * Corresponding author. Email: vweake@purdue.edu

Editor’s summary

ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の眼は単一光子を検知できる。このような感受性の基礎を調べるために、Kramerらは、暗順応したハエ、白色光または青色光に曝露されたハエについて定量的リン酸化プロテオミクス解析を行った。これらの解析によって、これまで報告されていない、光依存的にリン酸化される部位や暗順応したハエでのみリン酸化される部位が数多く同定された。そのような部位の一つは、Ca²⁺透過性チャネルTrpのThr⁸⁴⁹の白色光または青色光に依存的なリン酸化である。Thr⁸⁴⁹がリン酸化されないTrp変異型を発現するハエは、ハエが最も活発になる夜明けや夕暮れによくみられる振動光への応答が障害されていた。これらの結果は、ショウジョウバエのリン酸化プロテオームにおける光誘導性変化の全体像を提供し、変わりゆく明暗状況へのショウジョウバエの順応を可能にするリン酸化イベントを浮き彫りにするものである。—Wei Wong

要約

光は、視覚と概日リズム同調に必要となる重要な環境刺激である。本研究でわれわれは、定量的リン酸化プロテオミクス解析用に最適化されたデータ非依存取得質量分析（DIA-MS）を用いて、ショウジョウバエ（Drosophila）におけるキナーゼを介した光応答のシステム全体解析を提示する。標準的な白色光または高強度の青色光に曝露されたハエは、暗順応したハエに比べて、リン酸化が広範で増加した。光感受性リン酸化タンパク質は、光情報伝達、概日リズム制御、脂質代謝、シナプス組織化などの複数の経路に関与しており、暗順応下、白色光または青色光下で特徴的なリン酸化シグネチャを示した。Ca²⁺透過性の一過性受容器電位（Trp）チャネルは、白色光および青色光に依存して複数の部位で差次的にリン酸化されており、リン酸化化学量論的解析によってTrpのThr⁸⁴⁹が重要な機能スイッチとして同定された。Trpは暗条件では全くリン酸化されていなかったが、白色光または青色光下ではTrp分子の80％がリン酸化された。このリン酸化イベントは、眼特異的なプロテインキナーゼCであるInaCによって部分的に調節され、振動光に対する眼の電気生理学的応答を制御していた。このように、これらの結果は、光がショウジョウバエのリン酸化プロテオームをリモデリングすることによって、変わりゆく明暗環境への感覚順応に不可欠な機構を確立していることを示す。