基生研ら，赤色光で線虫の行動コントロールに成功

基礎生物学研究所と名古屋市立大学は，赤色光に応答する光遺伝学を利用して線虫の行動を光でコントロールすることに成功した（ニュースリリース）。

これまでの線虫の研究では，紫外光や青色光などの短波長の光に応答する光遺伝学ツールが使われていた。しかし，線虫は青色光を嫌う習性があることから，これらのツールを使用するには青色光に反応しない変異体の線虫を使用する必要があった。変異体を用いた研究では生理機能への影響が少なからず考えられるため，青色光を用いない光遺伝学的ツールが期待されていた。

研究では，赤色光/近赤外光に応答するフィトクロム B（Phytochrome B：PhyB）とその結合因子PIFからなるPhyB-PIFシステム，さらにPhyBの光応答に必要なフィコシアノビリン（PCB）を細胞内で合成させるシステム（SynPCB）を導入することで，線虫の細胞内シグナル伝達系を赤色光で操作することに成功した。

さらに，腸の細胞内のカルシウム濃度を制御することにより，線虫の排便リズムを光でコントロールすることに成功した。

しかしながら，線虫にSynPCBを高発現させると毒性が出てくることとも確認され，適用には注意が必要であることも分かったという。また，SynPCBだけでなくPhyBやPIFも導入する必要があり，線虫に導入する複数の遺伝子の発現量を最適化する必要もある。

これらは，ゲノム編集などの方法で外来遺伝子を線虫のゲノムの適切な位置に組み込むことにより改善できることが見込まれることから，研究グループは，将来的にはPhyB-PIFシステムとSynPCBシステムを利用し，線虫やより大型の動物における細胞内シグナル伝達と行動の関連性の理解につながることが期待されるとしている。