Research press release

赤外光が細胞膜の電気容量を増やす

Nature Communications

Infrared light promotes electrical currents in cells

赤外パルスレーザー光には神経細胞を刺激する作用があるが、この作用は、細胞膜の電気特性を変化させることで生じることが明らかになった。今回の研究は、赤外光が化学物質による前処理や遺伝的前処理なしに細胞を刺激する過程に関する新知見をもたらしており、これによって生物医学研究での赤外光の利用が促進されるかもしれない。その詳細を報告する論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。 赤外光のパルスによって神経を刺激できることは動物実験によって明らかになっているが、その過程は謎に包まれていた。今回、F Bezanillaたちは、カエルの卵母細胞と哺乳類の細胞を刺激する実験を行って、赤外光が電流を誘起し、この過程に水が必要なことを明らかにした。Bezanillaたちは、溶液中における赤外光の影響を調べ、赤外光による溶液の温度上昇を確認したうえで、生きている細胞内で水分が加熱される可能性が高いという考え方を示した。さらに、Bezanillaたちは、人工細胞膜を用いた実験で、赤外光による刺激が、細胞膜に蓄えられた電気的位置エネルギー量を変化させることを明らかにした。 この新知見で、赤外光が神経細胞を電気的に刺激する過程を説明する機構が浮上したが、脳機能と心臓細胞を刺激する際の赤外光の利用に関する今後の研究を促進させる可能性もある。

Pulsed infrared laser light, which can stimulate neural cells, does so by changing cell membrane electrical properties reports a study published in Nature Communications this week. The work provides insight into how infrared light can stimulate cells without any chemical or genetic pre-treatment and may facilitate its use in biomedical research. Animal studies have shown that pulses of infrared light can stimulate nerves but how this occurs has been a mystery. Francisco Bezanilla and colleagues stimulated frog oocytes and mammalian cells and show that infrared light induces electrical currents and that this process requires water. The team tested the effects of the infrared light in solution and note that that the light raised the temperature of the solution therefore they suggest that it is likely water that is heated in the living cell. Using artificial membrane they further show that stimulating with infrared light can alter the amount of electric potential energy that is stored in the membranes. Their findings provide a mechanism for explaining how infrared light can electrically stimulate nerve cells and this may promote further study of the use of infrared light in stimulating brain function and heart cells.

doi: 10.1038/ncomms1742

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度