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生理学：ショウジョウバエの免疫細胞はPPO2タンパク質の相転移を介して酸素を輸送する
Nature 631, 8020 doi: 10.1038/s41586-024-07583-x
昆虫の呼吸は、循環系や免疫細胞の助けなしに、精巧な気管系のみに依存していると長く考えられてきた。今回我々は、ショウジョウバエ（Drosophila）の結晶細胞（血球と呼ばれる、骨髄細胞様の免疫細胞）が、プロフェノールオキシダーゼ2（PPO2）タンパク質の酸素化によって呼吸を制御していることを明らかにする。結晶細胞は、幼虫の体壁の気管と循環の間での血球の移動を指示して、酸素を集める。結晶細胞では、酸素は、銅と中性pHの補助によりPPO2の結晶構造内に捕捉される。逆に、PPO2結晶は、カルボニックアンヒドラーゼによって細胞内pHが下がると溶解し得るが、その後、気管に付着するとin celluloで再構築され、結晶化する。生理的には、結晶細胞あるいはPPO2を欠損する幼虫、または銅結合変異型PPO2を発現する幼虫は、正常酸素条件下で低酸素応答を示し、低酸素感受性である。これらの低酸素表現型は、高酸素、節足動物ヘモシアニンの発現、あるいは幼虫の穿孔活動を防止して呼吸器官を露出させることで救済できる。従って、昆虫の免疫細胞は、気管系と協働しPPO2結晶の相転移を介して酸素を保持および輸送を行うことで、脊椎動物の呼吸に似た過程で体内の酸素恒常性を促進していると、我々は提案する。
