比較生理生化学

総説

昆虫の化学感覚器に発現するイオノトロピック型化学感覚受容体

佐藤幸治

2012 年 29 巻 2 号 p. 50-57
発行日: 2012/04/30
公開日: 2012/05/25

DOIhttps://doi.org/10.3330/hikakuseiriseika.29.50

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　外界の化学物質は，五感のうち，嗅覚と味覚によって受容，識別される。この２つは合わせて化学感覚と呼ばれ，動物が最初に獲得した外界を認識する感覚系である。化学感覚が認識する化学物質は数十万ともいわれ，その多様性に対応するため，化学感覚受容体は遺伝子中で最も大きなファミリーを構成している。線虫から高等脊椎動物に至るまで，化学感覚受容体のほとんどはＧタンパク質共役型受容体ファミリーに属しており，受容した化学物質の情報はＧタンパク質シグナル伝達経路を経て，その下流のイオンチャネルが活性化されることで電気信号へと変換される。しかし昆虫の嗅覚受容体や味覚受容体はＧタンパク質共役型受容体と共通の７回膜貫通構造を持ちながら，匂いや味物質で直接活性化されるイオンチャネルを構成することが明らかとなった。また神経伝達物質のイオノトロピック型受容体が，昆虫では化学感覚受容体へと進化していることも明らかになった。一方で，昆虫の化学感覚におけるＧタンパク質シグナル伝達経路に関する知見は，断片的である。本稿ではこの昆虫にユニークな，化学感覚受容体として機能しているリガンド活性型イオンチャネルについて述べる。

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小鳥のさえずり学習の神経機構：大脳基底核経路と強化学習モデル

小島哲

2012 年 29 巻 2 号 p. 58-69
発行日: 2012/04/30
公開日: 2012/05/25

DOIhttps://doi.org/10.3330/hikakuseiriseika.29.58

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　鳴禽と呼ばれる小鳥類は，言語を学習する人間と同様，「さえずり」という複雑な音声パターンを他個体からの模倣により発達させる。彼らは，あらかじめ耳で聞いて記憶した手本のさえずりの音声パターンに自分自身の音声を一致させるという高度な感覚運動学習を通して，手本とよく似たさえずりを獲得する。このさえずりの感覚運動学習には，Anterior Forebrain Pathway（AFP）と呼ばれる神経経路が中心的な役割を果たしており，近年その機能の解析にともない鳥がさえずりを上達させるメカニズムが急速に明らかになってきている。本稿では，筆者らの研究を含めたAFPに関する最近の研究を概説し，さえずり学習の神経機構および行動戦略に関する最新の動向を紹介する。またAFPは，大脳皮質‐大脳基底核ループと呼ばれる，哺乳類の脳にも存在する神経経路の一部がさえずり学習に特化したものであることから，同ループ経路の複雑な機能を理解する上での非常に良いモデルになると最近言われている。そこで，哺乳類の同ループ経路の機能に重要な示唆を与える鳴禽AFPの最近の研究を紹介し，今後鳴禽AFPの研究が大脳基底核の機能の解明において果たし得る役割と課題についても論ずる。

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真核細胞のエネルギー・センサー「AMPキナーゼ」

眞鍋康子, 井上菜穂子, 高木麻由美, 藤井宣晴

2012 年 29 巻 2 号 p. 70-75
発行日: 2012/04/30
公開日: 2012/05/25

DOIhttps://doi.org/10.3330/hikakuseiriseika.29.70

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　AMPキナーゼは，真核生物において高度に保存されたセリン／スレオニンキナーゼである。キナーゼ活性が同定されたのは1970年代初期であるが，その生物学的重要性が認識され始めたのは最近になってからである。細胞内のエネルギー・レベルを感知して，低エネルギー環境に適応するための種々の調節を行う。生命活動のイベントの多くは，細胞レベルであっても個体レベルであっても，何らかの形でエネルギー代謝と関連している。そのため，AMPキナーゼが担う役割も単なるエネルギー・センサーに留まるものではなく，細胞の基本的活動（増殖・分化など）から疾患の生起にまでわたる。本稿では，AMPキナーゼの分子構造および機能を解説する。

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講義実況中継

その２：細胞はいかにして興奮するか

酒井正樹

2012 年 29 巻 2 号 p. 76-86
発行日: 2012/04/30
公開日: 2012/10/17

DOIhttps://doi.org/10.3330/hikakuseiriseika.29.76

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　今回は細胞の興奮をとりあげる。興奮とは，生理学では細胞が活動電位を発生することと同義である。生きている細胞は，すべて静止膜電位をもっているが，体をつくる多くの組織細胞，たとえば肝細胞や上皮細胞などは活動電位を発生しない。一方，神経細胞（ニューロン）や筋細胞などは活動電位を発生する。活動電位とは，細胞内電位が一定の値よりも浅くなったとき，それに続く一過性の大きな電位変化のことである。活動電位発生のしくみは，静止電位のしくみを理解しておれば，さほど難しいものではない。しかし，学生には静止電位のときと同じく，知識不足や誤解があり，また誤ったイメージをもっている者がいる。それらは，高校の「生物」によるところが大きく，ぜひ正しておかねばならない。では授業をはじめよう。５つのコラムは，必要のない方にはとばしていただいて結構である。

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