生理学研究所など、光刺激で作られる新しい脂質分子とその作用メカニズムを発見

発表日:2022年10月12日

光刺激は細胞内でどのようにして伝えられるのか？

〜ショウジョウバエの視覚で働く新たな脂質分子の発見〜

■内容

光を感じることは、あらゆる生物において重要です。光の情報はどのように細胞内で伝えられるのか、何十年も研究されてきましたが、いまだ、情報伝達の鍵となる脂質分子については明らかではありませんでした。今回、自然科学研究機構　生理学研究所/生命創成探究センターの曽我部隆彰准教授とカリフォルニア大学サンタバーバラ校のCraig Montell教授らの研究グループは、光刺激で作られる新しい脂質分子とその作用メカニズムを発見しました。本研究結果は、Science Signaling誌（日本時間2022年10月12日午前3時解禁）にオンライン掲載されました。

光受容はあらゆる生物において、ものを見ることや、光の感知、体内時計の調節などに重要な感覚機能です。光を感じるのは視細胞と呼ばれる細胞で、ショウジョウバエは複眼という視細胞が集まった組織を持ち、光に対する応答を容易に測定できることから、光情報伝達の研究に長らく用いられてきました。これまでの研究で、光刺激は、まずロドプシンと呼ばれる受容体で受け取られ、その後、様々なたんぱく質や脂質の作用を経て、TRPチャネルを活性化させることで、視細胞が活動することが分かっています（図1）。しかし、TRPチャネルを直接制御する脂質分子についてはこれまではっきり分かっていませんでした。

＜図1　ショウジョウバエ視細胞の光刺激の伝達経路＞

※添付の関連資料を参照

研究グループは「光刺激をしたときに視細胞で増えてくる脂質分子が重要だろう」と考え、視細胞に光刺激を与えたときの脂質成分を分析しました。具体的には、生きたハエに光を浴びせて、すぐに液体窒素で急速冷凍することで視細胞の反応を止め、頭部に含まれる脂質成分を分析しました（図2左）。ハエの頭は小さいので、一回の刺激で200匹分の頭を集める必要があります。また、視細胞はほんの僅かな光にも反応してしまうので、実験は全て薄暗い赤色灯下で行うなど、サンプル集めに多大な工夫と労力を要しました。

＜図2　光刺激をしたハエの頭部では2-LGが増加する＞

※添付の関連資料を参照

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1　ショウジョウバエ視細胞の光刺激の伝達経路

https://release.nikkei.co.jp/attach/641854/01_202210121138.png

図2　光刺激をしたハエの頭部では2-LGが増加する

https://release.nikkei.co.jp/attach/641854/02_202210121138.png

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/641854/03_202210121138.pdf