Two Opsin 3-Related Proteins in the Chicken Retina and Brain: A TMT-Type Opsin 3 Is a Blue-Light Sensor in Retinal Horizontal Cells, Hypothalamus, and Cerebellum

Kato, Mutsuko; Sugiyama, Takashi; Sakai, Kazumi; Yamashita, Takahiro; Fujita, Hirofumi; Sato, Keita; Tomonari, Sayuri; Shichida, Yoshinori; Ohuchi, Hideyo

doi:10.1371/journal.pone.0163925

Cited by 31 publications

(37 citation statements)

References 47 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However, ongoing characterization of Opn3, Opn4 and Opn5 has demonstrated expression domains outside the eye. Coupled with studies showing light-dependent signaling by these opsins (Kato et al, 2016;Kojima et al, 2011;Koyanagi et al, 2013a;Yamashita et al, 2010), this has raised the possibility of extraocular photoreception in mammals. Evidence for the function of these signals is limited to date but includes a possible role for OPN4 in acutely-regulated dilation of blood vessels (Sikka et al, 2014(Sikka et al, , 2016 and in the modulation of melanocyte pigmentation (de Assis et al, 2018;Ozdeslik et al, 2019).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 90%

Adaptive thermogenesis in mice requires adipocyte light-sensing via Opsin 3

Nayak

Vemaraju

Zhang

et al. 2019

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Almost all life forms can decode light information for adaptive advantage. Examples include the visual system, where photoreceptor signals are interpreted as images, and the circadian system, where light entrains a physiological clock. Here we describe a local, nonvisual light response in mice that employs encephalopsin (OPN3, a 480 nm, blue light responsive opsin) to regulate the function of adipocytes. Germ line null and adipocytespecific conditional null mice show a deficit in thermogenesis that is phenocopied in mice under blue-light deficient conditions. We show that blue light stimulation of adipocytes activates hormone sensitive lipase, the rate limiting enzyme in the lipolysis pathway, and that this is OPN3-dependent. Opn3 adipocyte conditional null mice also use reduced levels of fat mass when fasted and cold exposed further suggesting a lipolysis deficit. These data suggest the hypothesis that in mice, a local, OPN3-dependent light response in adipocytes is a mechanism for regulation of energy homeostasis.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 90%

Adaptive thermogenesis in mice requires adipocyte light-sensing via Opsin 3

Nayak

Vemaraju

Zhang

et al. 2019

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…w wizualizacji wzrokowej, lecz dla funkcjonowania zegara biologicznego największe znaczenie mają barwniki niewzrokowe, zwane też barwnikami chronobiologicznymi. Dotychczas w CCS ptaków (głównie kury, a także przepiórki, gołębia i wróbla) zlokalizowano Cry1, Cry2, Cry4, Opn3, TMT (homolog Opn3 u ryb), Opn4, Opn5, RRH, RGR oraz VA-opsyny (5,23,31,37,49,54,63,64,66,72,85). Schemat rozmieszczenia poszczególnych fotopigmentów w CCS ptaka przedstawia tabela 1.…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

“…Przykładowo, poziom mRNA mOpn4 jest wyższy w nocy i niższy w dzień, zaś mRNA RRH i RGR -wyższy w dzień, a niższy w nocy, co wskazuje na ich udział w synchronizacji rytmów biologicznych ze światłem otoczenia (5,16,22,38). Wszystkie wyżej wymienione fotoreceptory są wrażliwe na światło niebieskie, które odpowiada kolorowi nieba podczas czystego poranka i jest najlepszym sygnałem dla organizmu o przejściu nocy w dzień pozwalającym zsynchronizować biologię organizmu z zewnętrznymi warunkami oświetlenia (52,81 (1,20,22,40,49,53,62,65,79,86). Nie wiadomo jeszcze, z jakimi białkami G łączą się VA-opsyny, RGR oraz RRH.…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

“…Dodatkowo RGR opisano także w nabłonku barwnikowym i komórkach glejowych Müllera siatkówki (23). Białka Opn3 i TMT zlokalizowano w warstwie wewnętrznej, mniejsze ilości TMT także w warstwie zwojowej (49). Dzięki obecności barwników chronobiologicznych we wszystkich warstwach siatkówki, odruchy źreniczne oraz zdolność synchronizacji wła-snych rytmów biologicznych ze światłem otoczenia są zachowane nawet u ptaków ślepych, pozbawionych czopków i pręcików (22,91).…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

“…Dwie izoformy VA-opsyn (VAL-opsyny i VAS-opsyny) zlokalizowano u kury, natomiast nie znaleziono żadnej z nich u badanych gatunków ptaków śpiewających (55). W móżdżku i we wzgórzu kury wykazano także obecność Opn3 i TMT (49).…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

See 2 more Smart Citations

Avian central clocking system

Prusik¹

2018

Medycyna Weterynaryjna

View full text Add to dashboard Cite

W świecie roślin i zwierząt bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu odgrywają rytmy biologiczne. Rytmy biologiczne są to cykliczne zjawiska naprzemiennego, okresowego nasilania się i hamowania procesów życiowych, np. występujących u zwierząt cyklów snu i czuwania, termoregulacji, pobierania pokarmu, ciśnienia krwi, oddychania, wylinki, pierzenia, nieśności (6, 14, 25-27, 29, 55, 56, 87). Częstotliwość cyklu różnych procesów biologicznych może się wahać od sekund przez minuty, dni, aż do miesięcy. Rytmy biologiczne mogą być endogenne -generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny organizmu oraz egzogenne -generowane przez cyklicznie zmieniające się warunki środowiskowe (np. światło i ciemność, pory roku, wahania temperatury i wilgotności). U ptaków obiektem najczęstszych badań są obecnie rytmy dobowe (np. rytm aktywności lokomotorycznej, pobierania pokarmu, snu i czuwania, sekrecji melatoniny) oraz roczne -sezonowe (np. reprodukcji, migracji, hibernacji, pierzenia, śpiewu), generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny, którego aktywność jest synchronizowana z zewnętrznymi warunkami oświetlenia (14,21,55,56,66). Cykliczne procesy życiowe synchronizowane ze światłem otoczenia nazywane są także procesami lub odpowiedziami chronobiologicznymi. Wewnętrzny zegar biologiczny składa się z trzech podstawowych elementów: sensorycznego systemu wejścia (tworzonego przez fotoreceptory), systemu genów zegarowych (oscylator) oraz efektorowego systemu wyjścia (reprezentowanego przez produkty genów odpowiedzialne za bezpośrednie efekty biologiczne) (55, 56). Oscylator jest "sercem" zegara biologicznego, generuje pojawienie się cyklicznie powtarzających się okresów na przemian podwyższonego i obniżonego poziomu różnych związków chemicznych, których rytm wydzielania jest "dopasowany" do określonej

show abstract

Single cell transcriptome profiling of developing chick retinal cells

Laboissonniere

Martin

Goetz

et al. 2017

J of Comparative Neurology

View full text Add to dashboard Cite

The vertebrate retina is a specialized photosensitive tissue comprised of six neuronal and one glial cell types, each of which develops in prescribed proportions at overlapping timepoints from a common progenitor pool. While each of these cells has a specific function contributing to proper vision in the mature animal, their differential representation in the retina as well as the presence of distinctive cellular subtypes makes identifying the transcriptomic signatures that lead to each retinal cell's fate determination and development challenging. We have analyzed transcriptomes from individual cells isolated from the chick retina throughout retinogenesis. While we focused our efforts on the retinal ganglion cells, our transcriptomes of developing chick cells also contained representation from multiple retinal cell types, including photoreceptors and interneurons at different stages of development. Most interesting was the identification of transcriptomes from individual mixed lineage progenitor cells in the chick as these cells offer a window into the cell fate decision-making process. Taken together, these data sets will enable us to uncover the most critical genes acting in the steps of cell fate determination and early differentiation of various retinal cell types.

show abstract

Two Opsin 3-Related Proteins in the Chicken Retina and Brain: A TMT-Type Opsin 3 Is a Blue-Light Sensor in Retinal Horizontal Cells, Hypothalamus, and Cerebellum

Cited by 31 publications

References 47 publications

Adaptive thermogenesis in mice requires adipocyte light-sensing via Opsin 3

Adaptive thermogenesis in mice requires adipocyte light-sensing via Opsin 3

Avian central clocking system

Single cell transcriptome profiling of developing chick retinal cells

Contact Info

Product

Resources

About