栄養の質ではなく、量を感じる腸細胞 -栄養素の量を細胞内の流動性で感知する新機構の発見-

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2026-08-04 理化学研究所,関西学院大学,科学技術振興機構

理化学研究所と関西学院大学の研究チームは、ショウジョウバエの腸細胞が栄養素の「種類」ではなく「総量」を細胞質の流動性によって感知し、細胞の生死を決定する新たな仕組みを発見した。従来は糖やアミノ酸などの栄養素がそれぞれ異なる分子機構で認識されると考えられていたが、本研究ではアミノ酸の種類に関係なく総量が多いほど細胞質の流動性が低下し、新しい細胞死「エレボーシス」が抑制されることを明らかにした。一方、栄養が少ない場合には細胞質の流動性が高まり、エレボーシスが促進されて不要な腸細胞が除去されることで、細胞維持の負担を軽減し腸の恒常性が保たれると考えられる。また、代謝されないアミノ酸類似物質や糖でも同様の効果が確認され、代謝ではなく細胞質の物理的性質が鍵であることが示された。成果は、動物が栄養環境へ適応する新たな基本原理を示すものであり、ヒトの腸機能や栄養学、消化器疾患の理解にもつながることが期待される。

栄養の質ではなく、量を感じる腸細胞 -栄養素の量を細胞内の流動性で感知する新機構の発見-
低アミノ酸の食餌で誘導された腸の細胞死(黒い部分)

<関連情報>

細胞質流動性は、生体内における栄養素の利用可能性と腸上皮細胞の運命を結びつける Cytoplasmic fluidity couples nutrient availability and enterocyte fate in vivo

Yukana Nakamura, Motohiro Morikawa, Tomomi Takano, and Sa Kan Yoo
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:August 4, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2602724123

Abstract

Cells must continuously adapt their internal state to fluctuating nutritional environments. For the adaptation, cells sense distinct nutrients through specific molecular signals, such as the insulin and mTOR pathways. Here, in addition to the conventional nutrient-sensing mechanisms, we reveal a mechanistic layer by which gut enterocytes respond to dietary contents, demonstrating that nutritional components in food regulate cytoplasmic fluidity, a fundamental biophysical property and determine cellular status. We found that the quantity, rather than the quality, of amino acids alters the nanoscale cytoplasmic fluidity in Drosophila enterocytes and the frequency of erebosis, a nonapoptotic cell death mediating intestinal cell turnover. Manipulating cytoplasmic fluidity through several independent inert small viscogen molecules affects erebosis, indicating that intracellular fluidity can directly control cell fate decisions. We propose that intracellular nanoscale fluidity represents a fundamental principle for enterocytes to detect and adapt to dietary components, providing a biophysical basis for cellular homeostasis in vivo.

細胞遺伝子工学
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