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早大・量研・中部大・慈恵医大の研究グループ、シンガポール研究者らと心臓拍動メカニズムの一端を解明

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早稲田大学、量子科学技術研究開発機構、中部大学、東京慈恵会医科大学は4月23日、心臓メカニズムの研究グループがシンガポール科学技術研究庁(A*STAR)、大阪大学の研究者と共同で、①筋収縮機能の温度特性を評価する顕微解析法を構築 ②筋肉が温まると収縮する「加熱筋収縮」を4種類の精製タンパク質のみで再現することに成功 ③心臓が体温において効率的に拍動できるメカニズムの一端を解明――したと発表した。

同研究グループはこれまで、短時間の加熱(熱パルス)によって筋肉の細胞が収縮することを発見・報告し、この「加熱筋収縮」ではカルシウムイオン濃度の上昇が伴わないことを示していたが、なぜカルシウムイオン無しでも、熱だけで収縮できるのか、詳細な仕組みを十分に証明できておらず、またカルシウム濃度でON/OFFが制御される筋肉にとって、「加熱筋収縮」が優位に働いているのかも不明だった。

今回、「加熱筋収縮」の起きる仕組みをタンパク質分子の働きから証明するため、筋肉の主要なタンパク質を精製し、筋収縮の温度特性を精密に評価できる顕微解析法を新たに開発。その結果、4種類のタンパク質のみを用いて「加熱筋収縮」を再現することに成功し、さらに哺乳類の心臓には、体温を利用し、カルシウムイオン濃度上昇に応じて効率よく収縮する仕組みが備わっていることを示唆する知見を得たという。

研究成果は、心臓における体温の生理学的意義の理解を深めるとともに温度に着目した新しい治療法の開発への展望を開くもので、研究論文は2019年4月22日(アメリカ東海岸時間)、「Journal of General Physiology」にオンライン掲載された。。

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