| 細胞 |
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| 細胞の情報伝達 | ||
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| 細胞外情報伝達系 （第1次情報伝達物質） |
1.神経系 | 神経伝達物質 |
| 2.内分泌系 | ホルモン | |
| 3.免疫系 | インターロイキン | |
| ○細胞外情報伝達物質の多くは以下のような少数の例外を除いて、細胞膜の表面に存在する各情報伝達物質に特異的な受容体に結合することによって、その情報を細胞内に伝える。 ○例外：[ステロイドホルモン][甲状腺ホルモン] |
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| 細胞内情報伝達系 （第2次情報伝達物質） |
Ｇタンパク質共役系 | |
| イオンチャンネル系 | ||
| ロシンキナーゼ系 | ||
| グアニレートシクラーゼ系 | ||
| 細胞 | ・生きている細胞は無色透明。 ・細胞は信号で動く。 「一度に沢山の信号を聞き分けることが出来る。」 「生きていなさい」という信号が必要。 |
| オータコイド | ＝「細胞間連絡物質」 ある細胞から分泌され、近くにある細胞に働きかけて、その機能に影響を与える物質の総称。以下のものがあるが、「ホルモン」は含まれない。 ○アンジオテンシン ○インターフェロン（タンパク質） ○インターロイキン（タンパク質） ○ヒスタミン ○プロスタグランジン |
| 自食作用 （オートファジー） |
細胞の自食作用 「岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所の大隅良典教授らは、細胞が自らのタンパク質を分解する現象『オートファジー』(自食作用)に見られる新しい反応機構を解明した。 これまでは分解されるタンパク質のファジーがどのように決まるのか不明だったが、『Apg8』という遺伝子がその境界を作っているという。細胞の自食作用の異常はアルツハイマー病や肥満症などと関係があるとされている。 自食作用は栄養が乏しくなった際に細胞が自分のタンパク質を分解して栄養源にする基本的な生理現象で、あらゆる背温経湯物が備えている。研究グループは、酵母細胞を使ってこの現象がどのように起きている葛根湯加川辛夷を調べている過程で、[Apg8]が作り出すタンパク質が膜構造を作る働きをしていることを突き止めた。 新たに見つかった反応では、このタンパク質の末端に細胞膜を形成するリン脂質が集まって『オートファゴソーム』という袋状の組織を作っているという。分解されるタンパク質は、オートファゴソームの中に包み込まれることが分かった。研究内容は2000.11.23日発行の英科学誌「ネイチャー」に掲載される。 |
| 細胞分化 |
細胞を対の組織に変身させる「分化」を調節する主役は、因子と呼ばれるタンパク質だ。因子が細胞表面につくとその情報が核に伝達され、様々な遺伝子が動き出す。ところが、ごく弱い電気をかけるだけで因子なしに分化する細胞があることを、東工大生命理工学部の相沢益男教授らのグループが突き止めた。 ●指令役タンパク質なしで 「実験に使ってのは、[pc12]というネズミの細胞。普段は球形で、培養液のなかで増殖を繰り返す。しかし神経成長因子(ＮＧＦ)を与えると増殖が止まり、神経細胞のように突起を出して「分化」する。このため、この細胞は神経のモデルに使われている。 東工大グループは、透明なガラス電極の上で細胞を直接培養し、周波数と電圧を様々に組み合わせた交流の電気刺激を与えた。このうち、周波数が１００ヘルツで１００mmボルトの電気を、２４時間ごとに３０分間ずつ加える刺激を３回繰り返したところ、細胞はＮＧＦを与えた時と同じように突起を出して分化した。 分化細胞にはカルシウムイオンが流れ込んでいたが、電気刺激で細胞膜が傷ついてそこから入った訳ではないようだ。そこで浮上したのが、細胞膜が伸び縮みすると活性化する『ＳＡチャンネル』という物質の通り道。この活動を抑えたときは電気刺激を与えてもカルシウムは流入しなかった。 グループは、細胞の中での情報の流れも調べた。ＮＧＦは細胞膜にくっつくと、その情報が細胞膜内の伝令役の酵素によって核に伝えられるが、その酵素の働きを封じておくと、電気刺激を与えたときも分化しなかった。細胞膜から核への情報の流れは、ＮＧＦのときも電気刺激のときも同じらしい。 これらのことから得た結論はこうだ。 「交流電圧による周期的な電場の変化のため、細胞膜が伸縮し、ＳＡチャンネルからカルシウムイオンが入る。このイオンが細胞内の伝令系に作用し、ＮＧＦから始まる通常の情報伝達の経路に割り込んで、分化の指令を核に伝えた」 ＳＡチャンネルは、様々な細胞にあることが分かっている。 グループはこれまでに、グリア細胞という脳細胞を培養して交流電圧をかけＮＧＦの生産力を高めることにも成功している。これもネズミの細胞を使った。今回の成果と合わせて、分化や増殖にかかわる遺伝子の発現を電気などの刺激で制御出来る可能性がかなり高まったとみる。 「生物は、ある情報経路が邪魔されてもしのげるバイタリティーを持っているはずだ。別の割り込み経路もあるかもしれない」と相沢教授は話している。 ■細胞分裂を助ける 松永幸大・大阪大学講師の研究グループは、細胞分裂時に、遺伝子をX字の形に束ねるのに重要な働きをするタンパク質を突き止めた。成果は2007年7/26の米科学誌「カレント・バイオロジー」に発表した。 発見したタンパク質は『ＡＳＵＲＡ』（アシュラ）は、細胞分裂時に遺伝子がのる染色体がＸ字の形を作るのに作用する。分裂後にできた2つの細胞の中心部から伸びた繊維が染色体につき、左右から引っ張る。Ｘ字が２津に割れ、2つの新細胞に移動する。 |
| はさみ | ★細胞の接着を切る「はさみ」を解明 「細胞同士はノリの役割を果はすタンパク質でくっついている。この細胞接着を切るハサミの役割を果たすタンパク質があることを、奈良先端科学技術大学院大学の黒田真也助手、貝淵弘三教授らが解明した。 ガンが転移する時も細胞接着がはがれることから、ガン治療の面からも注目される。７日発行の米科学誌サイエンスに論文が載る。 体を構成する細胞がバラバラにならずにいられるのは、接着のおかげだ。『カドヘリン』『βカテニン』『αカテニン』というタンパク質の複合体がノリとして働いている。ところが生物が発生するときや、傷を修復する時などには接着が一時的にはがれる。ノリとしての機能を発揮させない仕組みがあるはずだが、何がそのような制御をしているのか、よく分からなかった。 貝淵教授らは[IQGAP1]というタンパク質に注目。これがカドヘリンとβカテニンに結合するが、αカテニンには結合しないことを発見。IQGAP1がカドヘリンとβカテニンと結合すると、αカテニンがはがれ、接着出来なくなることを突き止めた。細胞増殖などに関係する[Cde42]と[Rac1] からの信号によりIQGAP1が制御されていることも確かめた |
| 会話 | 安田賢二・東京大学助教授が開発した装置は細胞同士を接触させてネットワークを人工的につくることが可能。その装置で、心筋細胞の拍動や神経の構造と記憶との関連など、細胞集団が生み出す働きを再現できる。 ２つの心筋細胞をつなげてしばらくすると、１つの細胞が「まるで相手の会話を静かに聞くように」なり、動きが一瞬止まることを発見し、その瞬間を映像でとらえることに成功。６４個の神経細胞を碁盤の目のように並べると、刺激を加えた細胞から順々に信号が流れることも確認。 細胞間の“会話”によって細胞の振る舞いがどう変わるかが初めて目に見えるようになった。 |
| 骨格形成 | ■細胞の骨格形成・酵素発見 「奈良先端科学技術大学院大学の貝淵弘三教授らは、生物の細胞を構成する細胞骨格の形成過程で重要な役割を果たす新しい酵素を見つけた。機能の詳細は分かっていないが、細胞骨格を作ったり壊したりする関与している。ガン細胞の浸潤・転移とも深く関連しているとみられ、医学面からも注目されそうだ。 発見したのは、『タンパク質リン酸化酵素Ｎ』（ＰＫＮ）という酵素。細胞骨格の形成に関連があるとされてきた『Ｒhｏタンパク質』の働きを調べ、このタンパク質がＰＫＮを活性化することを通じて、細胞骨格作りの過程を制御していることを見つけた。 |
関連情報 |
「病気」 「アポトーシス」 「オートファジー」 |