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April 20, 2022

体内の嗅覚受容体は病気を嗅ぎ分けるのに役立つかもしれない。Science dailyより

Smell receptors in the body could help sniff out disease



Olfactory cells found throughout the body may help or harm depending on location


Full Story

A review of more than 200 studies reveals that olfactory receptors -- proteins that bind to odors that aid the sense of smell -- perform a wide range of mostly unknown functions outside the nose. The function of extra-nasal olfactory receptors has the potential to be used in the diagnosis and treatment of health conditions such as cancer. The article is published in the July issue of Physiological Reviews.


Olfactory, or smell, receptors were originally thought to be only in the sensory nerve cells (neurons) of nasal cavity tissues. However, more recent and extensive study suggests that the receptors "occur in nearly the entire human body, [and] they appear to be substantially more functionally important than previously suggested," researchers from Ruhr-University Bochum in Germany wrote. In addition to the receptors playing a major role in the sense of smell, "several essential physiological and pathophysiological processes have been described as targeted by human [olfactory receptors], including path finding, cell growth, [cell death], migration and secretion."


The research team summarized the location and purpose of certain types of olfactory receptors, including those that may be beneficial to general health:

研究チームは 総合的な健康状態に有益と思われるものを含む、ある種の嗅覚受容体の位置と目的についてまとめています。

*Receptors present in heart muscle cells may be a metabolic regulator of heart function.


metabolic regulator 代謝因子

*Receptors activated in the immune system have been seen to promote the death of certain types of leukemia cells.


*Smell receptors in the liver reduce the spread of liver cancer cells.


*Receptors in the skin increase the regeneration of skin cells and help speed wound healing.


The review also reveals ways in which olfactory receptors may affect the development of disease, including:


*Receptors concentrated in the prostate tissue, especially in men with prostate cancer, contribute to the reduction or progression of the disease.


*Receptors in the colon may reduce the growth of colon cancer cells.


*Receptors in the digestive tract may cause chronic diarrhea or constipation but may


The existence of olfactory receptors outside the nose -- either positive or negative -- plays an important role in disease progression and physiological function but is not yet fully understood. Their role as a possible biomarker for disease requires more research, the authors said. Study "must be expanded to develop promising clinical strategies in the future," the researchers wrote.



嗅覚受容体は、(ポジティブまたはネガティブ)の存在のことを読んで、Medicine Hands Massage Therapy for People with Cancerに出てくるがん遺伝子のことを思い出し紹介します。


*Proto-oncogene がん原遺伝子

Proto-oncogene、which control growth and tissue repair. The defective version of these genes are known as oncogenes. Their expression results in excessive cell proliferationMutation within control genes also cause failure of cell’s regulatory system that induce apoptosis (programed cell death) when cell senses it cannot repair damage to its own DNA


oncogene がん遺伝子

*Tumor suppress genes がん抑制遺伝子

Tumor suppress genes normally regulate cell growth in an measured fashion; they stifle tumor growth acting a braking system that halts inappropriate growth. When they are inactivated by mutation, uncontrolled cell cell proliferation is allowed to go unchecked.



April 14, 2022


Plant bioacoustics


From Wikipedia, the free encyclopedia

Plant bioacoustics refers to the creation of sound waves by plants. Measured sound emissions by plants as well as differential germination rates, growth rates and behavioral modifications in response to sound are well documented.[1] Plants detect neighbors by means other than well-established communicative signals including volatile chemicals, light detection, direct contact and root signaling.[2][3][4] Because sound waves travel efficiently through soil and can be produced with minimal energy expenditure, plants may use sound as a means for interpreting their environment and surroundings. Preliminary evidence supports that plants create sound in root tips when cell walls break.[5] Because plant roots respond only to sound waves at frequencies which match waves emitted by the plants themselves, it is likely that plants can receive and transduce sound vibrations into signals to elicit behavioral modifications as a form of below ground communication.[6]

植物生物音響学は、植物による音波の生成を指す。植物によって測定された音の放射、ならびに音に応答した異なる発芽率、成長率および行動変化は十分に文書化されている。[1]植物は、揮発性化学物質、光検出、直接接触および根シグナル伝達を含む、十分に確立された通信信号以外の手段によって近隣植物を検出する。[2][3][4]音波は土壌中を効率よく伝わり、最小限のエネルギー消費で生成できるため、植物は環境を解釈する手段として音を使用する可能性がある。予備的証拠は、細胞壁が壊れると植物が根の先端に音を作り出すことを裏付けています。[5] 植物の根は、植物自身が発する音波と一致する周波数の音波にのみ反応するため、植物は音の振動を受信して信号に変換し、地下通信の一形態として行動の変化を誘発することができる可能性が高いです。。[6]

Bioacoustics 生物音響学
germination 発芽

Buzz pollination, or sonication, serves as an example of a behavioral response to specific frequencies of vibrations in plants. Some 2000 plants species, including Dodecatheon and Heliamphora have evolved buzz pollination in which they release pollen from anthers only when vibrated at a certain frequency created exclusively by bee flight muscles. The vibrations cause pollen granules to gain kinetic energy and escape from pores in the anthers.[7]


buzz pollination:バズ(振動)受粉.
sonication 超音波処理
Heliamphora ヘリアンフォラ
ヘリアンフォラ属 Heliamphora はサラセニア科に所属する植物の1属である。口が大きく開いた筒状の葉を付ける食虫植物であり、その点でサラセニアによく似るが、蓋がごく小さいのが特徴である。南アメリカ北部にあるギアナ高地のみに分布し、多くの種が知られる。ウィキペディア


葯【やく】おしべの一部で,ふつう花糸の先端に生じ,花粉形成が行われる袋状の部分。中に花粉を生じる花粉嚢2個からなる葯胞が2個集まって1個の葯ができる。 百科事典マイペディア「葯」の解説

bee flight muscles ミツバチ飛翔筋

Similar to buzz pollination, there's a species of evening primrose that has shown to respond to bee wing beats and sounds of similar frequencies by producing sweeter nectar. Oenothera drummondii (beach evening primrose) is a perennial subshrub native to the Southeastern United States, but has become naturalized on almost every continent.[8] The plant grows among coastal dunes and sandy environments. It has been discovered that O. drummondii flowers produce significantly sweeter nectar within three minutes when exposed to bee wingbeats and artificial sounds containing similar frequencies.[9] A possibility for this behavior is the fact that if the plant can sense when a pollinator is nearby, there is a high probability another pollinator will be in the area momentarily.

バズ(振動)受粉と同様に、ハチの羽音や同じような周波数の音に反応して、より甘い蜜を作ることが分かっている月見草の一種がある。Oenothera drummondii(海岸月見草)は、米国南東部原産の多年生亜低木ですが、ほとんどすべての大陸に帰化しています[8]。この植物は、海岸砂丘や砂地の間で生育します。O. drummondiiの花は、ハチの羽音と同様の周波数を含む人工音にさらされると、3分以内にかなり甘い蜜を作ることが発見された[9]。この行動の可能性としては、受粉媒介者が近くにいることを植物が感知できれば、別の受粉媒介者が瞬間的にその場所にいる可能性が高いということが考えられる

evening primrose 月見草
Oenothera drummondii マツヨイグサ属の花
pollinators 授粉媒介者

In order to increase the chance of pollination, nectar with a higher sugar concentration is produced. It has been hypothesized that the flower serves as the “ear” which contains mechanoreceptors on the plasma membranes of the cells to detect mechanical vibration.[9] A possible mechanism behind this is the activation of mechanoreceptors by sound waves, which causes a flux of Ca2+ into the plant cell causing it to depolarize[10] Because of the specific frequencies produced by the pollinators’ wings, perhaps only a distinct amount of Ca2+ enters the cell, which would ultimately determine the plant hormones and expression of genes involved in the downstream effect.


mechanical vibration 機械振動
plasma membranes 原形質膜
depolarize 脱分極
down-stream effect 下流効果

Research has shown that there is a calmodulin-like gene that could be a sensor of Ca2+ concentrations in cells, therefore amounts of Ca2+ in a plant cell could have substantial effects over the response of a stimuli.[11]Due to the hormones and genes expressed in the petals of the flower, the transport of sugar into the nectar was increased by about 20%, giving it a higher concentration than compared to the nectar of flowers that were exposed to higher frequencies or no sound at all.[9]An LDV (Laser Doppler vibrometer) was used to determine if the recordings would result in vibration of the petals. Petal velocity was shown in response to a honey bee and moth sound signal as well as low frequency feedbacks, but not high frequency feedbacks.[9]



Plants emit audio acoustic emissions between 10?240 Hz as well as ultrasonic acoustic emissions (UAE) within 20?300 kHz. Evidence for plant mechanosensory abilities are shown when roots are subjected to unidirectional 220 Hz sound and subsequently grow in the direction of the vibration source.[6] Using electrograph vibrational detection, structured sound wave emissions were detected along the elongation zone of root tips of corn plants in the form of loud and frequent clicks.When plants are isolated from contact, chemical, and light signal exchange with neighboring plants they are still able to sense their neighbors and detect relatives through alternative mechanisms, among which sound vibrations could play an important role. Furthermore, ultrasonic acoustic emissions (UAE) have been detected in a range of different plants which result from collapsing water columns under high tension.[13] UAE studies show different frequencies of sound emissions based on whether or not drought conditions are present. Whether or not UAE are used by plants as a communication mechanism is not known.[14]

植物は10-240Hzの音声アコースティック・エミッショと20-300kHzの超音波アコースティック・エミッショ(UAE)を放射する。植物の機械受容能力の証拠は、根が一方向性の220Hzの音にさらされ、その後、振動源の方向に成長したときに示される。エレクトロノグラフの振動検出器を用いて、トウモロコシ植物の根先の伸長域 に沿って、大きくて頻繁なクリックの形で構造化された音波放射が検出された。植物が近隣植物との接触、化学、および光信号交換から隔離されているとき、彼らはまだ近隣植物を感知し、代替メカニズムを通して類縁植物を検出することができ、その中で音の振動が重要な役割を果たす可能性があります。さらに、超音波アコースティック・エミッショ(UAE)は、高張力下での導管の水柱崩壊に起因するさまざまな植物の範囲で検出されています[13]。 超音波アコースティック・エミッショ(UAE)は、干ばつ状態が存在するかどうかに基づいて音の放射の周波数が異なることを示している[13]。超音波アコースティック・エミッショ(UAE)が通信メカニズムとして植物によって使用されているかどうかは不明である[1]。14]

ultrasonic acoustic emissions 超音波アコースティックエミッション(UAE)法
mechanosensory 機械受容


vibrational detection 振動検出器
elongation zone 伸長域

Although the explicit mechanisms through which sound emissions are created and detected in plants are not known, there are theories which shed light on possible mechanisms.Mechanical vibrations caused by charged cell membranes and walls is a leading hypothesis for acoustic emission generation. Myosins and other mechanochemical enzymes which use chemical energy in the form of ATP to produce mechanical vibrations in cells may also contribute to sound wave generation in plant cells. These mechanisms may lead to overall nanomechanical oscillations of cytoskeletal components, which can generate both low and high frequency vibrations.[6]

植物で音の放射が生成され、検出される明確なメカニズムはわかっていないが、その可能性を示す理論はある。帯電した細胞膜や細胞壁によって引き起こされる機械的振動は、アコースティックエミッション発生メカニズムの有力な仮説である。ミオシンおよび他のメカノケミカル酵素は、ATPという化学エネルギーを使って細胞に機械的振動を与えるが、植物細胞における音波の発生にも寄与している可能性がある。これらのメカニズムは、 細胞骨格成分の全体的なナノ機械共振器につながり、低周波と高周波の両方の振動を発生させることができる可能性がある[6]。

mechanochemical enzymes:メカノケミカル酵素
nanomechanical oscillations ナノ機械共振器
cytoskeletal component 細胞骨格成分


Bioacoustics 生物音響学を調べていたときに見つけた本。


第8章 昆虫類ほか
8-1 昆虫の発音 高梨琢磨
8-2 昆虫の音と振動の受容器 高梨琢磨
8-33 植物と動物の音や振動による相互作用 山尾 僚
8-34 植物の機械感覚 飯田秀利
8-35 植物のアコースティック・エミッション 蔭山健介




Oenothera drummondiiを調べていた時に見つけた記事


ハダニー氏の研究チームがマツヨイグサ属の花(Oenothera drummondii)を使って実験したところ、花粉を媒介するハチの羽の振動を感じ取ってから数分のうちに、蜜の糖度が一時的に高くなったことがわかった。つまり、花が耳の役割をもち、ハチの羽音の特定の周波数だけを拾って、風などの関係ない音を無視していた


 センサー(sensor)という言葉を聞いたことがあると思います。一般に、センサーは、何らかの物理的情報を感知して、別の情報へと変換する要素のことを言います。例えば、カラオケで手にするマイクは音を電気信号に変換する音センサーです。温度計や光量計もそれぞれ温度センサー、光センサーと言えます。 細胞にも様々なセンサーがあり、生体の成長や健康の維持に重要な役割を果たしています。2012年のノーベル化学賞では、ホルモンや神経伝達物資、光、においなどの細胞センサー(Gタンパク質共役受容体)が受賞対象となりました。昨今の研究から、Gタンパク質共役受容体とは限らない新しいタイプの細胞センサーとして、力(ちから)のセンサー(メカノセンサー・mechanosensor, mechanoreceptor)が存在しており(図1)、やはり生命にとって重要な役割を果たしていることが明らかになっています。




アコースティック・エミッション(acoustic emission, AE)は、材料の亀裂の発生や進展などの破壊に伴って発生する弾性波(振動、音波)で、地震も地球規模のAEと考えることができる。木材が折れる時の「ポキッ」という音もAEであるが、この音が聞こえる前から超音波領域(周波数20kHz以上)でのAEが発生することが知られていた。近年の超音波技法の進歩に伴いAEを用いて破壊の情報を知ろうとする計測の技術が確立された。


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