腸は有害菌の匂いを嗅ぎ取って防御反応を示すことができるのか？

Tokyoカリフォルニア大学バークレー校の研究者たちは、線虫C.エレガンスが有害な細菌の匂いを感知し、その腸を感染から守るために準備する能力があることを発見しました。アンドリュー・ディリン教授が率いるこの研究は、C.エレガンスが危険な細菌の匂いを察知すると、腸細胞で防御反応を開始することを明らかにしました。

• C. elegansは病原体の匂いに反応して腸を準備します。
• この反応には、鉄を守るためにミトコンドリアを破壊することが含まれます。
• このメカニズムは、哺乳類や人間にも同様のものが存在する可能性を示唆しています。

腸は有害な細菌の主要な標的です。生物がどのようにして腸を守るかを学ぶことは、新しい治療法の開発に役立ちます。C. elegansでは、守る方法としてミトコンドリアを分解します。ミトコンドリアは通常細胞にエネルギーを供給しますが、同時に細菌が取り込みやすい鉄も含んでいます。C. elegansはミトコンドリアを分解することで、この重要な元素が細菌に渡るのを防ぎます。

この発見は、哺乳類にも同様の防御システムがあるのか疑問を抱かせます。もしそうであれば、この研究は新しい医療治療の開発に役立つかもしれません。例えば、特定の香りを嗅ぐことで、感染が起こる前に腸を守る準備ができるかもしれません。

ディリン研究室の研究では、嗅覚が代謝にどのように影響するかを調べています。ある研究では、嗅覚を持たないマウスは通常のマウスと同じ量の餌を食べても、体重の増加が少ないことがわかりました。これは、食べ物の匂いが消化器官を準備させる可能性があることを示唆しています。

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ディリンは、ミトコンドリアが病原体の匂いを感知できる能力は進化の結果である可能性があるとしています。ミトコンドリアがかつて独立した細菌であり、真核細胞に結合する前は、周囲の危険を察知する必要があったかもしれません。この特性は、細胞が環境の脅威を検知し反応するのを助けるために保持された可能性があります。

C. elegansを研究する科学者たちは、有害な細菌の匂いがこの線虫の体内に広がる反応を引き起こすことを発見しました。ある匂いに関するニューロンを除去すると、通常ミトコンドリアへの脅威に対するストレス反応がこれらのニューロンによって制御されていることが分かりました。さらに、セロトニンがこの情報の伝達に重要な役割を果たしていることも明らかになりました。

研究者たちは、マウスが同じ反応を示すかどうかを調査しています。もし同様の反応が確認されれば、ヒトを含む哺乳類が同じメカニズムを持つという強力な証拠になります。これにより、匂いなどの感覚入力を利用して免疫系を強化する新しい方法が生まれるかもしれません。

研究は、線虫における嗅覚と免疫応答の関連性を示しています。これは、人間を含む哺乳類にも同様の防御機構がある可能性を示唆しています。この発見は、疾病の予防方法を新たに開発する手助けをし、私たちの体がどのようにして感染症と戦う準備をするのかを理解する助けとなるでしょう。