線虫
摂食行動
制御機構
解明！
～摂食行動
体
運動を司る筋細胞
緊張状態を反映する～
古屋大学大学院理学研究 高木 新 准教授 高橋 大学院生 当時
現農林水産省 研究 ム 線虫 体 移動運動 筋細胞 活動 抑え
摂食器官 運動 停 いう新奇 現象 発見
摂食行動 動物 生存 成長 繁殖 必須 あ 体 生理的 状態 外部環境
両者 応 適 調節 い 摂食行動 調節機構解明 生理学
要課題 あ 人 肥満 摂食障害治療 社会的 意義 あ
高等動物 摂食行動 複雑 あ そ 調節機構解明 容易 あ
研究 ム 効率 良い実験 可能 動物 あ 線虫 C. elegans
注1
実
験材料 用い 遺伝学
注2
呼 手法 用い 線虫 移動運動 体壁筋
注
3
筋肉 活動 操作 そ 結果 体壁筋 活動 抑
え 移動運動 停 やや遅 線虫 摂食器官 あ 咽頭
注4
運動 停 こ 発見 様々 神経系因子 突然変異体 利用
こ 体壁筋 鎮静化状態 あ いう情報 神経系 内 泌系 経路
咽頭 伝え そ 結果 摂食運動 抑制 こ 明
回 研究 線虫 体壁筋 状態 摂食運動 間 関係 あ こ
明 線虫 摂食運動 抑制 機構 研究 あ 進
後 解明 期待 い 本研究 う 操作性 優
実験系 開発 高等動物 摂食行動 調節 神経 内 泌機構解明 献
こ 期待
こ 研究 日本学術振興会 び 学技術研究振興 団 支援 行わ
あ 本研究 成果 2018年1 9日付発行 米国 学雑
ン
線虫 移動運動や姿勢調節 体壁筋 筋細胞 遺伝学的 鎮静化
摂食器官 あ 咽頭 運動 停 いう新奇 現象 発見
摂食行動 制御 神経系 神経内 泌系 働 研究
用
研究背景 内容
動物 摂食 生存 成長 繁殖 必須 あ 摂食行動 動物個体 栄養状態
体内環境 対外環境 両者 応 適 調節 必要 あ こ 動
物 摂食行動調節 関わ 神経機構 内 泌機構 存在 人 脊
動物 摂食行動 知 咀嚼 嚥 いう複数 過程 含 関わ 器官 多い
制御様式 複雑 あ 一方 生物 あ 線虫C. elegans 摂食行動 咽
頭 呼 器官 単純 運動 成 立 神経系 内 泌系 単純 あ
制御機構 研究 容易 予想 以 理由 線虫 咽頭運動 摂
食運動研究 い 系 こ 研究成果 蓄積
回 私 効率良 実験 進 こ 可能 線虫C. elegans 摂食 研究対
象 用い 神経や筋肉 活動 調節 遺伝学 呼 手法 利用
実験 行 具体的 作動性 ン ン Arch
注5
あ い 作動性陰
オン ACR2
注6
線虫 体壁筋 特異的 発現 こ ン 質
照射 活性化 こ 筋肉活動 随意 鎮静化 こ 可能 そ
結果 用い 体壁筋 鎮静化 活動 抑え 移動運動 即 停
数十 線虫 摂食器官 あ 咽頭 運動 停 こ
照射終了後 体壁筋 活動 回復 対 咽頭運動 照射後 数十
間 活動抑制 持続 こ 実験結果 体壁筋 弛緩状態 感知 固 受
容
注7
抑制信 発生 可能性 高い 考え 様々 神経系因子
突然変異体 利用 こ 体壁筋 鎮静化状態 あ いう情報 UNC-7/
ン 子 関わ 神経系 UNC-31/CADPS/CAPS 子 関わ 内 泌系 2
経路 咽頭 伝え こ 明
成果 意義
摂食行動 調節機構 詳細 明 こ 生理学 要 研究課題 あ
伝統的 健康的 食生活 送 い いわ 日本人 い 2型糖 病患者
700万人 言わ そ 数 増加 続 い 引 起こ
過食症 拒食症 摂食障害 現代社会 大 問題 あ 本研究 う 操作
性 優 実験系 開発 将来的 高等動物 摂食行動 調節 神経 内
泌機構解明 献 こ 期待
用語説明
動物 線虫C. elegans Caenorhabditis elegans
ン ：体長約1mm 自活性線虫 線虫 仲間 寄生性 動物や 回虫 ョ
虫 物 害 与え セン ュ セン ュ い
回用い 種類C. elegans 土壌中 生息 細菌 餌 暮 動
物や 物 無害 あ C. elegans 遺伝学 子生物学 研究材料 優
発生や老化 生物 共通 基本的現象 研究 世界中 用い
い 特 ム 細胞死 RNAi 線虫C. elegans 研究
導的役割 果 こ 評価 こ 2 ベ 生理学賞 対象
い
遺伝学： 活性化 ン 質 子 遺伝子工学的手法 用い 特
定 細胞 発現 そ 機能 操作 技術 細菌 古細菌 原生生物由来
オ ン 属 オン輸送 関わ 膜 ン 質 利用 こ 多い
特定 神経細胞や筋細胞 活動 高い時間精 確 操作 こ 可能 あ
体壁筋：線虫 移動運動 制御 筋肉 線虫 体壁直 頭部 部 前後
連 存在 体 屈曲
咽頭：線虫 頭部 存在 ョ ン型
管状 器官 咽頭内 咽頭筋 呼 特殊
筋 収 縮 弛 緩 周 期 的 繰 返 ン ピ ン
呼 運動 外界 餌 あ 細菌 含
液 吸い込 腸 送 込 余 水
吐 出 咽頭筋自体 収縮弛緩 繰 返 能
力 具 え 脊 動 物 心 筋 類 似 性 見
咽頭内 20個 神経細胞 存在 咽頭運動 細 調節 役割
あ 考え い
線虫頭部 蛍 写真
咽頭 赤色 体壁筋 緑色
Arch Arch3 ：古細菌Halorubrum sodomense由来 オ ン 緑色
活性化 ン ン あ 水 オン 細胞外 輸送 こ 細
ACR2：藻類Guillardia theta由来 オ ン 青色 活性化
陰 オン あ 塩化物 オン 細胞膜透過性 高 こ 細胞膜 脱
極 抑制 神経細胞や筋細胞 活動鎮静化 利用
固 受容：動物 自 自身 体 部 位置や動 ニ
具え い 感覚 脊 動物 骨格筋組織内 筋 錘 呼 特殊 構造 存在
筋肉 伸び具合 検知 腱 腱器官 呼 特殊 構造 存
在 関節 曲 具合 感知 筋 錘や 腱器官 感覚受容器官 体
状態 伝え 信 中枢 送 運動や姿勢 制御 利用
論文 Optical silencing of body wall muscles induces pumping inhibition in Caenorhabditis
elegans
