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発生生物学：生体電気の相転移が脊椎動物の最初の心拍パターンを形成する
Nature 622, 7981 doi: 10.1038/s41586-023-06561-z
規則的な心臓の拍動は、脊椎動物の生命に不可欠である。成熟した心臓では、この機能は解剖学的に局在するペースメーカーによって駆動される。これとは対照的に、初期胚の心臓ではペースメーカー機能は広い範囲に分布していることから、組織規模の活性が最初にどのように確立され、その後、胚発生中にどのように維持されるのかという疑問が生じる。心臓の静止状態から拍動状態への最初の移行について、個々の電気的事象の時間スケールで調べられたことは全くなく、初期の心拍の空間的・時間的構造も、まだほとんど解明されていない。今回我々は、全光型電気生理学的手法を用いて、ゼブラフィッシュのまさに最初の心拍を捉え、この特異な事象の前後に生じる心臓の興奮性と伝導の発生を解析した。最初の数回の拍動は突然出現し、拍動の間隔は不規則で、心臓原基全体にコヒーレントに伝わり、拍動の発生する場所は個体間で異なり、時間がたつにつれて変化した。この生体電気の動的変化は、カルシウムチャネルCaV1.2が引き起こす活動電位上昇を伴う雑音の多いSNIC（saddle-node on invariant circle）分岐でうまく説明される。本研究は、個々の細胞において、徐々に生じるほとんど同期しない生体電気的特性が、静止状態から拍動状態への定型化されたロバストな組織規模での移行をもたらす仕組みを明らかにしている。
