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• 近年、神経细胞の活动は、膜电位（※1）の変化に続いて起こる、细胞内カルシウムイオン（※2）の変化を顕微镜で観察されることが多くなっていました。しかし、生きている个体で测定することは困难であったので、膜电位変化と细胞内カルシウムイオン変化との関係は分かっていませんでした。
• 本研究では、線虫C. elegans（※3）の感覚神経细胞をモデルとして、刺激に応じた神経细胞の活动を、顕微镜によって膜电位の変化と细胞内カルシウムイオンの変化を生きたまま同时解析することに、世界で初めて成功しました。
• 今后、神経回路における神経细胞の活动の理解に繋がることが期待されます。

　神経细胞は、电気的な信号を流すことによって情报を伝达しています。これまで、电极を使った电気的信号の测定によって神経活动が解析されてきましたが、近年では緑色蛍光タンパク质（骋贵笔）などを改良したカルシウムイオン感受性蛍光タンパク质（カルシウムイオンプローブ骋贰颁滨）（※４）を使ったカルシウムイメージング法が発达し、生きたままの个体で非侵袭に神経细胞の活动を测定できるようになりました。
　このカルシウムイメージング法では、细胞内カルシウムイオン浓度の変化を测定しますが、これは电気的な信号の本体である膜电位の変化に起因します。したがって、细胞内カルシウムイオン浓度の変化が膜电位の情报をどのように反映しているかを理解することが、カルシウムイメージングによる神経活动の理解に必要です。
　九州大学大学院理学研究院の石原健教授と九州工业大学大学院情报工学研究院の徳永旭将准教授らは、膜电位感受性蛍光タンパク质（膜电位プローブ骋贰痴滨）（※５）とカルシウムイオン感受性蛍光タンパク质を同时にイメージングすることによって、线虫が生きたそのままの状态で膜电位とカルシウムイオンの同时测定に成功しました。线虫の嗅覚神経细胞础奥础において、この方法を用いて匂い物质に対する応答を测定し、膜电位変化と细胞内カルシウムイオン変化が异なる情报をコードしていることを世界で初めて明らかにしました。
　この発见は、膜电位変化と细胞内カルシウムイオン変化の関係を生きたままの个体で初めて明らかにしたものであり、今后は高等动物の神経细胞における测定などへの応用が期待されています。
　本研究は、Communications Biology誌に2024年9月16日（月）（日本時間）に掲載されました。

（※1）膜电位：
细胞は细胞膜で覆われている。この细胞膜の外侧と内侧の间には电位差があり、この电位差を膜电位という。神経细胞は、膜电位の変化によって、情报を伝えている。膜电位がプラス方向に変化することを脱分极、マイナス方向に変化することを过分极という。

（※2）细胞内カルシウムイオン：
神経细胞が兴奋（活性化）すると、膜电位変化に引き続いて、细胞内カルシウムイオン変化が起こる。细胞内カルシウムイオンは膜电位に比べて大きく変化する。カルシウムイメージングでは、この変化をカルシウムイオン感受性蛍光タンパク质によって测定する。

（※3）線虫C. elegans（学名　Caenorhabditis elegans）：
モデル动物の一つ。302个の神経细胞からなる神経回路の构造が明らかになっている。体が透明で、特定の神経细胞に蛍光タンパク质を発现させることによって、その细胞の膜电位や细胞内カルシウムイオン変化を测定することができる。

掲載誌：Communications Biology
タイトル：Mechanism of sensory perception unveiled by simultaneous measurement of membrane voltage and intracellular calcium.
著者名：Tokunaga T, Sato N, Arai M, Nakamura T Ishihara T
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