名古屋大学大学院生命農学研究科の飯田 敦夫 助教、本道 栄一 教授、未来材料・システム研究所の桒原 真人 教授らの研究グループは、東京科学大学およびプリンス・オブ・ソンクラー大学（タイ）との共同研究で、デンキウナギ発電器官に存在する未分化様の細胞集団を新たに発見しました。
デンキウナギは南米に住む地球上で最大最強の発電生物^注3）で、記録された最大電圧は860ボルトに及びます。馬をも気絶させる魚として、18世紀にフンボルトによる報告を通じて世界に知られるようになりました。その発電の原理としては、我々ヒトを含む全ての生き物が持っている“膜電位”^注4）と呼ばれる仕組みを増強したものだと考えられています。一方で、細胞が実際にどのような遺伝子の働きで発電細胞へと変化し、高電圧の放電を可能としているかは分かっていません。つまり“かたち”は分かっているものの、“できかた”には未知の部分が多いのが現状です。
本研究では、発電細胞の“できかた”を探求する第一歩として、デンキウナギ発電器官の顕微鏡観察から、未分化状態にあると考えられる細胞集団を発見しました。今後、この細胞で働いている遺伝子を調査することで、発電細胞の“できかた”が解明され、発電する細胞を人工的に作ることが可能になるかもしれません。
本研究成果は、2025年5月8日付の発生生物学専門誌『Developmental Biology』に掲載されました。

【ポイント】

・デンキウナギの発電細胞^注1）は合胞体^注2）という個性的な形態をしている。
・発電器官を観察したところ、合胞体になる前の未熟な細胞集団を見つけた。
・この細胞集団を調べれば、発電細胞を作るために必要な遺伝子が明らかにできる。

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【用語説明】

注1）発電細胞（electrocyte）：
発電生物で放電を行う細胞。運動神経からの入力によって生成した膜電位を、体外へと放出する。一般には筋肉が変化して発電細胞になると考えられているが、明確な実験的検証はまだない。
注2）合胞体（syncytium）：
2個以上の核を持つ細胞。単核細胞の融合、あるいは細胞分裂の不全で生じる。デンキウナギ発電細胞の他には骨格筋、哺乳類の胎盤、ウイルス感染細胞の細胞変性効果で見られる。
注3）発電生物（electric organisms）：
体外への放電を攻撃や防御、知覚やコミュニケーションに活用できる生き物の総称。脊椎動物では魚類だけで報告があり、デンキウナギ、デンキナマズ、シビレエイなどが一般的な知名度をもつ。
注4）膜電位（membrane potential）：
陽イオンおよび陰イオンが細胞膜を通過して、細胞内外で不均一となることで生じる電位差。膜電位を利用すれば高速での情報伝達が実現でき、生体内では神経伝達などに用いられている。デンキウナギはこの膜電位をシンプルに“電気ショック”として利用している。

【論文情報】

雑誌名：Developmental Biology
論文タイトル：Ventral-to-dorsal electrocyte development in electric organs of electric eel (Electrophorus )
著者：Sinlapachai Senarat（プリンス・オブ・ソンクラー大学、大学院生命農学研究科）、松本彩子（農学部資源生物学科）、長澤竜樹（東京科学大学）、榊晋太郎（大学院生命農学研究科）、都築大地（大学院生命農学研究科）、内田和子（未来材料・システム研究所）、桒原真人（未来材料・システム研究所）、二階堂雅人（東京科学大学）、本道栄一（大学院生命農学研究科）、飯田敦夫（大学院生命農学研究科）　※太字は本学関係者
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2025.05.003

【研究代表者】

大学院生命農学研究科　飯田 敦夫　助教，主著者：Senarat Sinlapachai(セナラット シンラパチャイ)　客員研究員
https://sites.google.com/view/animal-morphology