広報活動

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2013年8月7日

理化学研究所

おやっ、危険なにおい?

-嗅覚の鋭敏さを生み出す新規分子「グーフィー(Goofy)」を発見-

グーフィー欠損マウスは天敵の匂いに鈍感

五感には視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚があります。また、特別に鋭敏な人は凡人には感じられない第六感なるものをもっているそうで、「感ほど確かなものはない」と言った有名な経営者がいたとか…。五感の中でも嗅覚は、多くの生物にとって食べ物探しや危険の感知、あるいは生殖活動の誘発など生命活動や種の保存に重要な役割を果たしています。匂いに対して敏感でなければ生き残れないし、子孫繁栄もままならないわけです。

匂いの成分をどのようにキャッチして、神経の電気信号に変換するかという匂いの受容機構や、鼻から脳へ匂いの信号を伝える神経配線様式などについては、これまでに多くの部分が解明されてきました。しかし、匂いに対する鋭敏さを生み出す分子メカニズムについてはほとんど何も分かっていませんでした。そこで、理研の研究チームは匂いの受容機構の要となる「嗅細胞」に発現する遺伝子を調べることで、嗅覚機能の司令塔となる重要な分子の発見に取り組みました。

研究チームはマウスを用いて、鼻腔内にある匂いを感知するための上皮組織である「嗅上皮」に存在する膜タンパク質・分泌タンパク質群全体を解析し、新規タンパク質をコードする12種類の遺伝子を発見しました。そのうちの1つのタンパク質は、嗅細胞にある小器官のゴルジ体に集まっており、このタンパク質を「グーフィー(Goofy)」と名付けました。グーフィーの機能を調べるため、グーフィー遺伝子を欠損させたマウスを作製し、正常マウスと比較しました。その結果、グーフィー遺伝子欠損マウスでは、鼻腔表面に広がっている嗅繊毛が通常より短くなっていることが分りました。また、匂いの情報を電気信号に変換する過程で重要な役割を果たす酵素が嗅繊毛だけでなく嗅細胞の軸索や神経終末にも多量に存在しており、細胞内局在に異常があることが分かりました。次に、マウスの天敵であるキツネの匂いを嗅がせたところ、匂いの濃度が高い場合は正常マウスと同様にすくんだり、匂いを避けたりする忌避行動を取りましたが、濃度が低い場合には忌避行動は見られませんでした。これらの結果から、グーフィーは動物が匂いを鋭敏に感知するために重要なタンパク質であることが明らかになりました。

視覚や聴覚の障害に比べ嗅覚障害の原因の究明は遅れています。匂いに対する鋭敏さを調節するグーフィーの発見は、嗅覚障害の分子メカニズムを解明する手掛かりになると期待されます。

理化学研究所
脳科学総合研究センター シナプス分子機構研究チーム
チームリーダー 吉原 良浩 (よしはら よしひろ)