ハエトリソウの“触覚”センサーを解明 ~植物の感覚の解明に向けて大きく前進~

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2025-10-01 埼玉大学

埼玉大学と基礎生物学研究所の共同研究チームは、食虫植物ハエトリソウにおける「触覚」センサーを解明した。研究ではカルシウムバイオセンサーを組み込んだ改変株を用い、虫の接触刺激を感知するタンパク質DmMSL10が葉の感覚毛で高感度なメカノセンサーとして機能することを実証。DmMSL10欠損株では感知効率が低下し捕獲能力が減少することも確認された。さらに1細胞レベルでカルシウムシグナルと電気シグナルを同時測定する新技術により、植物独自の触覚メカニズムが詳細に明らかとなった。本成果は『Nature Communications』に掲載され、動物とは異なる植物の感覚システム理解に向けた大きな前進と位置づけられる。

ハエトリソウの“触覚”センサーを解明 ~植物の感覚の解明に向けて大きく前進~
図1.ハエトリソウの接触刺激感知と運動
ハエトリソウの葉では感覚毛で接触刺激を感知すると、葉全体にカルシウムシグナル・電気シグナルが伝わります。葉全体に2度シグナルが伝わると、左右に分かれた葉が閉じ合わさるように運動し獲物を捕らえます。

<関連情報>

MSL10はハエトリグサの触覚を感知する高感度機械センサーである MSL10 is a high-sensitivity mechanosensor in the tactile sense of the Venus flytrap

Hiraku Suda,Hiroki Asakawa,Takuma Hagihara,Shoko Ohi,Shoji Segami,Mitsuyasu Hasebe & Masatsugu Toyota
Nature Communications  Published:30 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-63419-w

Abstract

The tactile sense is essential for living organisms. However, the molecular mechanisms of mechanosensing in plants remain unclear. The Venus flytrap (Dionaea muscipula), a carnivorous plant, possesses mechanosensitive organs called sensory hairs. After sensing a touch stimulus, the hair generates an action potential (AP) and a long-range calcium signal that propagate to the leaf blade, triggering leaf movement to catch prey after two successive calcium signals. Here, we show that the MECHANOSENSITIVE CHANNEL OF SMALL CONDUCTANCE–LIKE homologue (DmMSL10/FLYC1) in the Venus flytrap acts as a high-sensitivity mechanosensor. Using simultaneous intracellular recordings of calcium and electrical signals, we identify a two-step mechanical reception system in the sensory hairs: mechanosensing, limited to the stimulated cell, followed by threshold-dependent AP firing and subsequent calcium signal propagation. In dmmsl10 knockout mutants, long-range calcium and electrical signal propagation are impaired, leading to defective prey detection in planta. Our findings demonstrate that DmMSL10 is crucial for mechanosensing, facilitating AP firing by generating a receptor potential (RP) amplitude.

生物環境工学
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