そこで今回の研究チームは、植物に対してこれらの麻酔薬がどのように作用するかを具体的に解明するため、多様な種類の植物を用いて統合的な実験を行いました。
実験では、植物の動きが麻酔薬により停止することだけでなく、その一例として(ハエトリグサで)原因となる電気信号が遮断される様子を示しました。
さらに、近年の研究では、細胞レベルでの観察を通して、植物細胞の膜の輸送活動(エンドサイトーシス=細胞膜を通して物質を取り込む仕組み)や活性酸素(ROS=細胞に影響を与える活発な酸素分子)のバランス、さらにはクロロフィル合成といった植物特有の生理現象にも影響が及ぶことを突き止められました。
こうした結果から研究チームは、麻酔作用が特定の受容体だけでなく細胞膜そのものの性質を変化させることで生じる可能性を指摘しています。
コラム:植物と動物に共通する“仕組み”とは?
植物に対する麻酔実験により、多くのことが明らかになり、麻酔に対する植物と動物の意外な共通点もみえてきました。
まず見えてくるのは、“からだの中の連絡網”がよく似ていることです。動物の脳神経は電気のパルスで情報を送りますが、植物も傷つけられたときなどには、カルシウムイオンの波と電気信号を組み合わせて、離れた葉へ「危ないぞ」という合図を一気に広げます。ハエトリグサでは、この合図の起点になる“トリガー毛”のカルシウム—電気の連続反応自体が、エーテル麻酔で起こらなくなることが示されました。つまり麻酔は、動物でも植物でも“合図を合図として広げる力”を弱めるのです。
その合図が流れる“道”の材質も共通です。神経細胞でも植物の細胞でも、表面は脂質二重膜という“油っぽい薄い膜”でできています。古くから多くの麻酔薬ほど油に溶けやすい(=膜になじみやすい)という経験則が知られ、現代の研究でも、揮発性麻酔薬がこの膜の柔らかさや厚み、揺らぎを変えてしまうことが示されています。膜の性質が変わると、その上で開け閉めするイオンチャネル(電気の流れの蛇口)の動きも変わり、全体として“連絡網”が鈍る——これは生物の種類を超えた共通現象だと考えられます。