NCNPら,運動に関する感覚神経を光刺激で活性化

国立精神・神経医療研究センター(NCNP)と京都大学の共同研究グループは,光遺伝学を用いて,触覚や筋感覚に関わる感覚神経の活動を選択的に活性化させることに成功した(ニュースリリース)。

パラリンピックの種目の一つであるブラインドサッカーの選手は,視覚情報がなくても皮膚や筋に多数存在するセンサー(関節の位置や角度を伝えるセンサー)から脳に送られてくる情報をもとに,自分の手足の時々刻々の位置や変化を瞬時に認知し(自己運動感覚),それによって自分の運動をさらに制御するという繰り返しによって競技をこなす。

このような自己運動感覚は新しい運動技能を習得する上で重要な役割を果たすだけでなく,神経障害などによりこの機能が障害されると,協調的に手足を動かすことが困難になる。

このように自己運動感覚の重要性は広く認知されているが,神経科学的な証明はされていなかった。そのためには,感覚情報を人為的に変化させてその際の神経活動を調べる必要があるからだが,自己運動感覚は運動に付随して身体内で自動的に生まれるため,外的に操作することができない。

そこで研究グループは,自己運動感覚に光遺伝学的手法を応用しようと考えた。そのためには,脊髄後根神経節にある異なった種類の感覚神経細胞の中から,自己運動感覚を伝える神経細胞のみに遺伝子が導入され,光刺激に対して十分に応答するような最適な条件を探索しなければならない。

研究グループは様々な条件の組み合わせを網羅的に調べることで,自己運動感覚に関与する神経細胞を標的に光感受性タンパク分子を遺伝子導入し,光刺激によって活性化された感覚信号が,運動に関連した感覚を選択的に活性化することが可能であることを証明し,その活動を選択的に制御する手法を世界で初めて確立した。

この研究の成果により,私たちの巧みな運動の制御を可能にしている神経機構の理解や運動の感覚関わる感覚神経の機能障害に対する治療法の開発が進むことが期待されるという。具体的には,脊髄損傷や脳損傷などで鈍化した触覚を正常レベルに戻すなど,新たな遺伝子治療に展開することが期待されるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 慶応大、光の刺激でホヤの変態を人工的に誘導

    慶應義塾大学の研究グループは、光遺伝学(オプトジェネティクス)の手法を用いて、ホヤの感覚神経細胞に約6分間の光刺激を与えることで変態を人工的に誘導できることを実証した(ニュースリリース)。 脊索動物門に属するホヤの幼生は…

    2025.12.04
  • 東大,世界初の紫外光応答イオンチャネルを発見

    東京大学の研究グループは,原生生物の一種であり,動物や菌類に近縁で,真核生物の進化の理解に重要とされるアプソモナド類から,紫外光に応答する新しいタイプのイオンチャネルタンパク質である「アプソモナドロドプシン」を発見した(…

    2025.10.23
  • 東大ら,ロドプシンの光利用効率化システムを発見

    東京大学,理化学研究所,海洋研究開発機構,東北大学,生産開発科学研究所,東京農業大学は,ロドプシンの新たな光利用効率化システムを報告した(ニュースリリース)。 ロドプシンは膜タンパク質と色素の一種であるレチナールから構成…

    2025.09.12
  • 理研,3次元細胞骨格の形成を光で自在に操作

    理化学研究所は,細胞骨格を構成するアクチン分子を素材とした3次元構造を自在につくることができる3Dプリンターともいえる新技術を開発した(ニュースリリース)。 動物細胞の形態は,アクチン分子が繊維化してできた網目状のネット…

    2025.09.03
  • 東大,独特な光反応特性を生み出すアミノ酸を特定

    東京大学の研究グループは,光に応答するタンパク質・ロドプシンの構造を改変することで,ユニークな光反応特性を生み出すアミノ酸の組み合わせを特定することに成功した(ニュースリリース)。 ロドプシンは動物の視覚を担うタンパク質…

    2025.06.25

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア