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代謝:腸の亜鉛センサーが食物摂取と発達成長を調節する

Nature 580, 7802 doi: 10.1038/s41586-020-2111-5

細胞や器官、あるいは生物体全体で、恒常性を維持し、変動する環境に適応するには、栄養素の感知が重要である。多くの動物では、栄養センサーは消化器系の腸内分泌細胞内に見られるが、その姉妹細胞である腸管吸収上皮細胞の栄養感知についてはあまり知られていない。今回我々は、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)で遺伝学的スクリーニングを行い、特に、栄養素の乏しい条件下で幼虫の発達を持続させる働きをする、腸細胞のイオンチャネル型受容体Hodorを特定した。アフリカツメガエル(Xenopus)の卵母細胞とショウジョウバエでの実験から、HodorはpH感受性の亜鉛依存性塩素イオンチャネルであり、これまで知られていなかった亜鉛に対する食嗜好性に関わっていることが分かった。Hodorは、食物摂取とインスリン/IGFシグナル伝達を促進することによって、腸細胞のサブセット(間質細胞)から全身の成長を制御する。Hodorは、腸管内腔の酸性度を維持して微生物の量を抑制するが、その全身の成長への作用は、間質細胞内のTorシグナル伝達とリソソーム恒常性の調節に起因する。Hodor類似遺伝子は昆虫特異的であり、病原体媒介動物を制御するための標的になる可能性がある。実際に、CRISPR–Cas9ゲノム編集によって、ガンビエハマダラカ(Anopheles gambiae)のhodorの単一オルソログが、必須遺伝子であることが判明した。これらの知見によって、エネルギー恒常性維持に対する金属(より一般的には微量栄養素)の有益な役割を考慮する必要があることが明らかになった。

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