Are nerve cells polymer liquid crystals?

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神経細胞内部には、ニューロンフィラメントと呼ばれる棒状の高分子の束が中央にあり、その周囲を多層の脂質膜構造が覆っています。この膜構造は、強誘電性の高分子液晶と似た性質を持っています。また、神経伝達の波を膜伝搬するソリトン波とするニューロン表面波仮説も、神経細胞全体が液晶であれば説明がつきます。こうした神経細胞と液晶を対応付ける報告が数多く存在する一方で、実証研究はほとんど行われていません。そのため、本研究では、神経細胞に電場を印可して、光学特性や電気特性の解析から、その神経細胞が高分子液晶であるかどうかを調べることを目的としています。これまでに、ヤリイカやスルメイカを解剖して神経軸索を採取し、偏光顕微鏡下で観察することにより、神経軸索に沿った光学異方性を調べました。その結果、神経軸索の表面と中央には、光学特性の異なる少なくとも２つの層構造が存在することが分かりました。さらに、この光学特性を生み出す生体高分子を特定するため、マイクロキャピラリーを使用して分子を採取し、生化学的な解析を行いました。その結果、２つの層それぞれに局在する分子をほぼ特定することができました。