二本鎖RNAを導入したC.elegansの渦巻き反射と重力ストレス-痛み受容相関

痛みは、警告信号系として、生体の生存に必須な自己防衛機能である。痛みの起源は環形動物・線形動物や原索動物などにみられる渦巻き反射に始まる。この反射は逃避反射の典型的な例であり高等動物になると渦巻き反射は、引っ込め反射や尾振反射へと進化する。RNAi効果はC.elegans全身に広がり、C.elegans個体レベルでの表現型を観察することができる。またC.elegansは全ゲノム配列が明らかにされており、地球型生命の進化過程で、自己防衛機能の獲得のプロセスについて体系的ゲノム機能解析が可能となる。本研究では、C.elegansの渦巻き反射の行動学的特徴について解析した。具体的には、重力変化に伴う原始的な痛み受容行動である線虫C.elegansの渦巻き反射の閾値の変化を定量的に解析することに主眼を置いた。C.elegansにおいては機械的な反射閾値がヒトに比べてかなり低いこと、化学刺激には応答性が低いこと、低浸透圧刺激に対しては顕著な渦巻き反射を引き起こすことが判明した。渦巻き反射のリズムは0.8-1.5Hzであり、ミミズ類とほぼ同様であった。一回の機械的刺激では数回の渦巻き反射しか誘発されなかったが、低浸透圧刺激では数分間持続する反射が誘発された。重力刺激によりストレスを加えると渦巻き反射の頻度、持続時間とも抑制された。以上より、C.elegansは侵害刺激を受容可能な生体として存在しており、今後の遺伝子解析に有用なことが明らかになった。

痛みは、警告信号系として、生体の生存に必須な自己防衛機能である。痛みの起源は環形動物・線形動物や原索動物などにみられる渦巻き反射に始まる。この反射は逃避反射の典型的な例であり高等動物になると渦巻き反射は、引っ込め反射や尾振反射へと進化する。RNAi効果はC.elegans全身に広がり、C.elegans個体レベルでの表現型を観察することができる。またC.elegansは全ゲノム配列が明らかにされており、地球型生命の進化過程で、自己防衛機能の獲得のプロセスについて体系的ゲノム機能解析が可能となる。本研究では、C.elegansの渦巻き反射の行動学的特徴について解析した。具体的には、重力変化に伴う原始的な痛み受容行動である線虫C.elegansの渦巻き反射の閾値の変化を定量的に解析することに主眼を置いた。C.elegansにおいては機械的な反射閾値がヒトに比べてかなり低いこと、化学刺激には応答性が低いこと、低浸透圧刺激に対しては顕著な渦巻き反射を引き起こすことが判明した。渦巻き反射のリズムは0.8-1.5Hzであり、ミミズ類とほぼ同様であった。一回の機械的刺激では数回の渦巻き反射しか誘発されなかったが、低浸透圧刺激では数分間持続する反射が誘発された。重力刺激によりストレスを加えると渦巻き反射の頻度、持続時間とも抑制された。以上より、C.elegansは侵害刺激を受容可能な生体として存在しており、今後の遺伝子解析に有用なことが明らかになった。