볼박스는 편모를 사용해 수중을 수영하는 생물로, 빛을 감수하면 광경동 반응(갑자기 강한 빛을 받았을 때 유영을 정지하는 반응)이나 주광성(광원의 방향을 향해, 혹은 광원으로부터 도망치는 방향 쪽으로 유영하는 반응)을 보여줍니다.

　이러한 반응에 대해 지금까지 볼 박스가 빛을 받으면 전반구의 편모만이 운동 방향을 통상의 유영시와 역전시키는 것이 발견되었지만, 그 방향 역전을 일으키는 조절 인자는 불분명하다. 했다.
그래서 본 연구에서는, 편모 운동 조절 인자의 제XNUMX 후보로 여겨지고 있는 칼슘 이온의 효과를 확인하는 실험을 실시하였다.

　우선, 계면 활성제 처리에 의해 볼 박스의 세포막을 용해시킨다.볼박스는 죽지만 생체 에너지원인 ATP를 가하면 편모가 다시 운동을 시작하고 수영한다.이 "좀비 볼 박스 방법"에 의해 다양한 칼슘 이온 농도 조건 하에서 편모 운동이 관찰되었다.

　그 결과, 칼슘 이온 농도가 높은 상태에서 좀비 볼박스에 ATP를 가하면, 전단부에 가까운 편모는 운동 방향을 거의 역전시켰다.이것에 의해, 편모 운동의 방향 역전이 칼슘 이온에 의한 것이 처음으로 명확하게 나타났다.그리고, 구와 같은 몸의 전단부로부터 후단부에 걸쳐서, 그 방향 변화의 각도가 180도에서 0도까지 변화하는 것을 알았다.

　편모는 인간 몸의 다양한 기관에서도 자라며, 이 연구 성과는 편모 운동의 이상이 원인인 인간 질환 '원발성 부동 섬모 증후군'의 연구에도 기여할 것으로 기대되고 있다.

논문 정보:【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, in press】Detergent-extracted Volvox model exhibits an anterior–posterior gradient in flagellar Ca2+ sensitivity