How you can make a fruit fly eat veggies | DIY Neuroscience, a TED series

Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta

翻訳: Yuki Kuwauchi 校正: Yoshinori Yasuda

Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents,

（グレッグ・ゲイジ） 子どもに野菜を食べさせるのは

getting their kids to eat their vegetables.

昔から 親にとって悩みの種ですが

But getting them to eat cookies or ice cream

クッキーやアイスクリームを 食べさせるのは

is relatively easy,

比較的簡単です

and that's because our brains prefer sweetness.

我々の脳は 甘いものが好きだからです

Now, there's a new technology called optogenetics

光遺伝学という新技術によって

which may be able to trick our taste buds,

味蕾(舌の味覚器官)を騙し

for instance preferring vegetables over sweets.

例えば お菓子好きを野菜好きに することも可能です

We're going to try this today using fruit flies.

今日はミバエで この実験を行ってみます

[DIY Neuroscience]

[DIY Neuroscience]

The reason why we experiment with fruit flies

ミバエを使う理由は

is they have a small enough nervous system

(全体を調べるには)十分小さな神経系があり

that gives us a fighting chance to really understand what's going on.

上手くすればその仕組みを 十分に理解できるからです

And believe it or not, their taste buds are very similar to ours.

信じがたいことに 味蕾は人間のものとよく似ています

But before we try to manipulate their taste preferences,

ミバエの味覚を操作する前に

we need to establish: What is the baseline of the fruit fly?

ミバエについての 基礎知識を得る必要があります

What does it prefer?

ミバエは何が好きなのか？

We call this a control experiment.

これは対照実験と呼ばれます

Spencer's been hard at work doing this.

スペンサーはこの実験に 懸命に取り組んでいます

OK, Spencer, let's do our first experiment.

じゃあ スペンサー 最初の実験をやろう

We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli.

ミバエがバナナとブロッコリーの どちらを好むか見てみよう

So what do we need?

何が必要かな？

Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies.

（スペンサー・ブラウン）ハエ用 パッドが必要です ハエ用のiPadですね

It measures the touch.

これは接触を検知できます

GG: You put a fly in each chamber?

（グレッグ） ここにミバエを入れるの？

SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli

（スペンサー）ええ 各部屋にバナナとブロッコリーを入れ

to see which one they prefer.

どちらを好むかを観察します

GG: In order to count how many times

（グレッグ）バナナとブロッコリー

the fruit fly eats a banana versus the broccoli,

どちらを何回食べたかのデータが

these chambers have been outfitted with a small electrode

各部屋に繋がれた小さな電極から

that sends data to a computer.

コンピューターに送られます

And so what were your findings on banana versus broccoli?

それで バナナとブロッコリーの どちらが好きだった？

SB: I found that the flies visited banana the most.

（スペンサー） バナナが好きだと分かりました

GG: Both were there, but like most kids,

（グレッグ） 多くの子供と同じように

they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.

ミバエも ブロッコリーは食べず 甘いほうに行ってるね

GG: Now a quick background on how taste works.

（グレッグ）さて 味覚の仕組みを簡単に説明します

Taste buds are made up of specialized neurons

味蕾は味覚受容体という 特殊な神経細胞でできています

called taste receptors.

味蕾は味覚受容体という 特殊な神経細胞でできています

When we eat something that triggers a particular taste,

ある特定の味のものを食べると

those taste neurons will fire a signal to the brain.

対応する神経細胞が発火し 信号を脳に送り

This allows our brain to know what's sweet and what's bitter.

脳が甘味と苦味を識別します

So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire.

逆にブロッコリーを食べると 甘味の神経細胞は反応しません

But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet.

But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire

では もしブロッコリーを食べるたび 甘味の神経細胞に

every time the fruit fly eats broccoli?

発火させることができれば？

We may be able to get the fruit fly

ブロッコリーをバナナと同様に

to like broccoli as much as banana.

好きになるかもしれません

Enter optogenetics.

ここで光遺伝学の登場です

This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm,

光遺伝学は 神経科学の分野を 席捲している革新的な新手法です

and in this case, "opto" means light

ここで「opto」は光を意味し

and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified

「genetic」は光に反応する特定の 神経細胞だけを作り出す特殊な遺伝子が

to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light.

ミバエに組み込まれている ことを意味します

In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.

今回は 甘さを感じる味覚受容体に 特殊な遺伝子を加えました

Now here's the fun part.

面白いのは

Optogenetics means that we can control these special neurons

光遺伝学では神経細胞に 色のついた明るい光が当たる都度

whenever they're exposed to a bright-colored light,

特定の神経細胞の制御が行われ

causing them to send messages to the brain.

脳に信号を送るようになる部分です

In this experiment, we're going to have these modified fruit flies

この実験では 遺伝子操作をしたミバエに再度

choose between banana and broccoli again,

バナナかブロッコリーを 選択させます

only this time, every time the fruit fly eats the broccoli,

ただ今回は ミバエがブロッコリーを食べるたびに

we're going to trigger a big bright red light.

強く明るい赤い光が 当たるようにします

And when the channels see that red light, they're going to open up,

神経回路がその赤い光を感知すると その回路が活発になり

and they're going to cause that neuron to fire,

神経細胞が発火し

and the sweet taste message will be sent to the brain.

甘味を伝える信号が脳に送られます

How do you get them out?

ミバエの取り出し方は？

SB: So we're going to be using a mouth aspirator,

（スペンサー） 吸引器を使います

so it's just two straws put together.

２本のストローを一つにしただけです

GG: So it's a fancy name for a straw.

（グレッグ） ストローの素敵な呼び名だね

SB: Basically.

そうですね

GG: So you're going to suck those out.

（グレッグ）ミバエを吸い出すわけだ

Have you ever sucked up a fly before?

ハエを口に吸いこんだことはある？

SB: Once or twice.

（スペンサー）１～２回ありますね

GG: There we go. You got all four.

（グレッグ）４匹とも入ったね

OK, perfect.

完璧だ

So you're going to turn on your OptoStimmers here.

この光刺激装置のスイッチを入れて

You're going to park the light right on top of the chambers.

部屋の真上にライトを持ってくる

So now we sit here and we wait for them to eat broccoli,

あとは ミバエがブロッコリーを 食べるのを待つだけだね

and then when the light fires,

ライトが光ると

they're going to think it's tasting something sweet.

ミバエは甘いものを 食べていると認識する

Come on. Oh, he's getting closer.

よし来た 近づいてきたぞ

Come on. It tastes good now.

よし 今度のブロッコリーは甘いぞ

SB: It's about to.

（スペンサー）もう少し

GG: Oh, he's back. All right!

（グレッグ）いいぞ 食べた！

All right, so now we see that some of these flies

これで バナナからブロッコリーへ

are switching over from the banana to the broccoli.

好みが切り替わったミバエが いることがわかるね

SB: Exactly, yeah.

（スペンサー）確かに

GG: Every time this light goes off,

（グレッグ）このライトが光るたび

that means that they think they're tasting something sweet.

甘いものを食べていると 認識するんだね

SB: Yeah. So this guy's really going after it.

（スペンサー）そうです このハエも同じ行動していますね

GG: So we saw that we were able to rescue broccoli

（グレッグ） ブロッコリーをバナナと同様に

and make it just as appealing as banana to our fruit flies.

魅力的な食べ物にする 手助けができました

And we're able to replicate these same results

そして 私たちは全ての実験で

in all of our experiments.

同じ結果を再現できました

So the question is: Can we do the same thing in humans?

人間にも同じことができるのか？ それが問題です

Well, that depends on a number of items.

多くの問いが必要になります

First, do optogenetic tools even work in humans?

まず 光遺伝学の手法は 人間にも効果があるのか？

And that looks like the answer is yes,

答えは「イエス」のようです

and in fact, clinical trials are already being planned

実際 既に光遺伝学を使った 臨床実験が計画され

that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.

慢性痛や失明の治療が 行われる予定です

And the next question is, can we easily trigger a light source

次の問いは ライトのスイッチが簡単に入り

so that every time we eat vegetables, it will go off?

野菜を食べる都度 光を当てられるか？

For that, I'm afraid at least at this time, the answer is still no.

残念ながら 少なくとも現時点では「ノー」です

But today, we got to witness just a taste of optogenetics

それでも今回私たちは 光遺伝学の一端と素晴らしい可能性を

and its amazing potential.

目の当たりにしました

(Music)

（音楽）