ウニは光の刺激で胃から肠へのゲートを开く
光は生命活动におけるエネルギー源や视覚の情报源として重要です。また、生物はサーカディアンリズム（体内时计）の调整などで、光を生命活动の入力情报としても利用しています。こうした光の役割や光刺激を伝达する仕组みは、多くの动物种を用いて明らかにされてきました。しかし、ヒトを含む脊索动物と姉妹群をなす棘皮动物では研究报告が少なく、动物界に存在する光応答の仕组みが进化の过程でどのように现れ、多様化してきたのかをきちんと论じることが难しい状况でした。
本研究では、棘皮动物における光の役割や光応答の仕组みを明らかにするため、モデル动物であるバフンウニを利用し、その幼生に光を照射してひたすら観察しました。幼生はほとんど透明で、消化管などの动きも外から直接确认することができます。観察の结果、ウニの幼生が光の刺激を受けると、胃の出口である幽门が开くことを発见しました。
ウニもヒトも、摂取した食物は消化の过程で口から胃、肠へと流れます。胃と肠の间にあるのが幽门です。幽门は胃に食物が入った段阶では筋肉の働きで闭じていますが、消化が进むと开いて（开口して）、肠に食物が流れていきます。多くの动物の幽门开口はこのように、胃に含まれている食物の刺激によって制御されています。しかし、今回明らかになった光刺激によるウニの幽门开口は、食物を摂取する前から生じていました。これは光の机能の一つに消化管の制御があることを示しています。
本研究では、ウニ幼生で光の刺激がどのように伝わっているのかも実験的に调べました。その结果、ウニの脳が神経伝达物质のセロトニンを放出し、その刺激が幽门近傍の细胞に伝达されて一酸化窒素を放出する、という経路で开口が行われることが明らかになりました。
ヒトが精神的なストレスを受けると、お腹の调子が悪くなることがあるように、脳と肠は独立した器官でありながら、互いに影响を及ぼし合っています。これを脳肠相関と呼びます。ウニもヒトも动物界の后口动物に属します。今回の研究によって脳から肠への连络が光刺激伝达の担い手になっていることが明らかにされたことから、脳肠相関の仕组みが、后口动物の共通祖先で存在していたことが强く示唆されました。今后、同じ后口动物であるヒトを含めた脊椎动物でも「光」によって脳肠相関が刺激される経路が见出されるかもしれません。