骨を持たない昆虫にもカルシウムの貯蔵・放出を調節する仕組みが存在する

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2025-10-23 筑波大学

筑波大学などの研究チームは、骨を持たない昆虫にもカルシウムの貯蔵・放出を調節する仕組みがあることを発見した。ショウジョウバエを用いた研究で、ペプチドホルモン「Capa」が体液中のカルシウム濃度を制御し、欠損すると筋収縮異常や運動低下を引き起こすことを確認。Capaは脳神経から分泌され、マルピーギ管の「真珠様カルシウム顆粒(PCG)」に作用してカルシウムを放出する。これは脊椎動物の副甲状腺ホルモン(PTH)による骨からのカルシウム動員と類似し、昆虫にもPTH様の神経内分泌システムが存在することを示す。骨の有無を超えてカルシウム濃度を恒常的に保つ共通原理の存在を明らかにした本成果は、進化的生理学やカルシウム代謝疾患の理解に新たな視点を与える。研究成果は『Nature』誌に掲載された。

<関連情報>

ショウジョウバエにおいてカルシウム動員を司る神経内分泌機構 Neuroendocrine control of calcium mobilization in the fruit fly

Naoki Okamoto,Yosuke Mizuno,Akira Watanabe,Hiroshi Kohsaka & Ryusuke Niwa
Nature  Published:22 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09670-z

骨を持たない昆虫にもカルシウムの貯蔵・放出を調節する仕組みが存在する

Abstract

Calcium (Ca2+) is an essential mineral that must be strictly regulated to support numerous physiological activities1,2. Extracellular fluid Ca2+ is regulated in vertebrates through endocrine systems that manage the vast Ca2+ reservoir in the bones3,4,5,6, but the Ca2+ regulatory mechanisms used by invertebrates, which lack bones, remain largely unclear. Here we identified a potent peptide hormone, Capa, which is responsible for regulating extracellular fluid Ca2+ levels in the fruit fly Drosophila melanogaster. Capa-deficient larvae exhibit low haemolymph Ca2+ levels, resulting in reduced locomotion and induced elongated pupae that mimic those of animals reared on a Ca2+-free diet. Capa secreted from specific neurosecretory cells acts on specialized Ca2+ storage compartments in the anterior Malpighian tubules, elevating haemolymph Ca2+. This endocrine mechanism governing Ca2+ regulation in terrestrial invertebrates resembles the parathyroid hormone system in vertebrates.

生物環境工学
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