芝浦工業大学　機械制御システム学科教授 吉村建二郎、生命科学科教授 渡邉宣夫、京都産業大学　産業生命科学科教授 若林憲一らの研究チームは、体内の細胞にも存在する「動く繊毛」が、衝突、振動、せん断力、滑り力というさまざまな機械刺激をTRP11という受容体型イオンチャネルで感じ、繊毛の運動パターンを変化させていることを明らかにした。
繊毛やイオンチャネルは生物の基本的な機能を支えており、それらの基礎的な機能を明らかにすることにより、各種疾患の原因解明や治療法開発につながると期待されるとのこと。


ポイント
・「動く繊毛」が環境から受ける機械刺激の種類によって運動パターンを変えている
・「動く繊毛」が運動装置であると同時に感覚器であることが明らかになった

研究の概要
　動物の繊毛は「動く繊毛」と「動かないが感覚器として働く繊毛」の2種類があると考えられていた。しかし、「動く繊毛」が感覚器としての機能を持つかはよく分かっていなかった。そこで、単細胞生物のクラミドモナスを用いて「動く繊毛」が、力や変形という機械刺激を感じるかを調べた。その結果、衝突、振動、せん断力、滑り力というさまざまなタイプの機械刺激を繊毛にあるTRP11という受容体型イオンチャネルで感じ、そのタイプに応じて繊毛の運動パターンを変化させていることが明らかになった。この成果は、動く繊毛が周囲の力学的環境を自ら感じ、運動を制御しているという新しい可能性を示している。繊毛という微細な装置に、汎用性が高いセンサと多機能な運動装置が備わっているということは生物の精緻さを考える上で興味深い発見だという。

今後の展望
　繊毛が運動装置であると同時に感覚器であるという新しい見方が、さらに広がる可能性がある。つまり、機械刺激以外に化学刺激や熱刺激にも感受性がある可能性を示唆している。すでに、クラミドモナスの繊毛はトウガラシの辛味物質であるカプサイシンなどの化学刺激にも反応することを報告している。また、生存に適した温度に移動する行動（走熱性）のために、温度センサも持ち合わせているのか、現在研究を進めている。
　繊毛やイオンチャネルは生物の基本的な機能を支えている。そのため、その異常は繊毛関連疾患やチャネル病というさまざまな疾患群の原因となる。本研究で、繊毛とイオンチャネルの基礎的な機能を明らかにすることにより、それら疾患の原因解明や治療法開発につながることが期待される。

ニュースリリースサイト(shibaura-it.ac)：
https://www.shibaura-it.ac.jp/headline/detail/20230926-7070-902.html