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細胞分裂


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細胞分裂を制御する酵素
  • 2012年、がん研究会がん研究所の広田亨・実験病理部長らは、細胞の分裂を制御する酵素の働き具合を、簡単に観察できる技術を開発した、
  • この酵素は「セパレース」
  • セパレースは細胞分裂の際に染色体の分離を進める役割を持つ。
  • 研究チームはペプチド(タンパク質断片)に蛍光物質のタンパク質をくっつけたセンサーを作製した。酵素が働くと光って見える。
  • セパレースは染色体をくっつけているタンパク質を切るほか、細胞分裂を進める別の物質の働きを抑えている。今回の観察技術により、染色体が離れた後、再び細胞分裂が進む仕組みなどがわかった。
  • ガン細胞の多くは、細胞分裂時に染色体の数が変化している。

(細胞分裂の速度)・・・力をくわえると速度が変化
  • 2012年、早稲田大学と東京大学のチームは、細胞に力を加えると、細胞分裂の速度が換わる現象を見つけた。
  • 微小な2枚の板を使い、ヒトの子宮頸ガン細胞を挟んで力を加えた。
  • 細胞内の紡錘体と呼ばれる釣り鐘状の器官を横から押しつぶすと、細胞分裂が加速した。長さ方向に圧縮すると細胞分裂の速度が落ちた。

分裂を一部再現
  • 2012年、大阪大学の四方哲也教授、鈴木宏明准教授らが、細胞分裂を人工的に再現する事に一部成功した。
  • 遺伝子がなくても一定の条件がそろうと分裂した。
  • 遺伝子の複製技術と組み合わせると、生物を構成する細胞を人工で作れるかもしれない。
  • 成果は米科学アカデミー紀要(電子版)に掲載。
  • 細胞にも存在するリン脂質の膜で直径約10µbの粒子を水溶液中に作り、その中に高分子を入れた。
  • 電気で刺激すると、粒子同士がくっついて、成長した細胞のように1つになる。
  • その数十秒後には、分裂して元の大きさの粒子に分かれた。
  • 分裂の条件は高分子の大きさや量、粒子の形で決まる。
  • 結合の前後で粒子を作る物質の量や体積は一定のため、粒子の形は球形ではなく円盤や円筒形になる。
  • 四方教授は“生物が遺伝子をもとに細胞分裂するようになったのは、進化が起きた後。原始の細胞は脂質膜の粒子の中で高分子が増えてたまり、粒子の変形をキッカケに分裂したのでないか”と語る。





細胞分裂の誤りを防ぐ
  • 2013年、早稲田大学の佐藤政充准教授らは、不妊症やダウン症などの原因となる細胞分裂の誤りを防ぐ仕組みの一端を突き止めた。
  • 成果はネイチャー・セルバイオロジー(電子版)に掲載。
  • 精子や卵子を作る減数分裂は両親から受け継いだ染色体を複製した後に組み替え、新しい染色体を作る。このとき、染色体がうまく分けられないと減数分裂は失敗する。
  • 研究グループは「分裂酵母」と呼ばれる減数分裂をする原始的な菌を使って実験した。
  • 3色の蛍光タンパク質を導入し、タンパク質や染色体などの位置を確認。減数分裂の様子を観察するとタンパク質が染色体をつかまえてたぐり寄せていた。




細胞分裂
アシュラ(ASURA)
  • 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つに割れ、2つの新細胞に移動する。



(HPY2)
  • 2009年、理化学研究所などのチームは、細胞が分裂するために必要な新たな遺伝子(HPY2)を突き止めた。
  • この遺伝子がないと、細胞分裂に必要なタンパク質が減り、分裂が正常にできなくなる



(オーロラB)
  • 2010年、米ロックフェラー大学の船引宏則准教授と大阪大学の木村宏準教授らは、細胞分裂時に複製された染色体を2つの細胞に振り分けるメカニズムの一端を解明した。
    分配時に働くオーロラBという酵素は、染色体にあるヒストンタンパク質の適切な場所に結合することで活性化され、正しく働いていた。
    成果はサイエンスに掲載。
    細胞は自らのコピーを作り増える。染色体もいったん2倍になって2つの細胞に正しく分配される仕組みがある。
  • アフリカツメガエルの卵の抽出液で調べた。
    オーロラBは複製された染色体をリン酸化という状態にして、分配の準備を整えるのに必要な酵素。実験では、染色体中にあってDNAが巻き付く芯の役割をもつヒストンのうち、H3というタイプのT3という場所に結合すると、この酵素が活性化するのが分かった。
    1. まずハスピンというタンパク質がT3をリン酸化し、
    2. そこへオーロラBを含むタンパク質複合体が結合。
    3. オーロラBが、ヒストンなどをリン酸化する
    という一連の流れが解明できた。


(PP2A)
  • 2010年、熊本大学の持田悟特任助教らは、細胞分裂に欠かせないプロセスを酵素が制御することを解明した。
    細胞分裂に欠かせないリン酸化という現象が進む過程を調べた。
    成果は12/17のサイエンスに掲載

  • 細胞分裂はリン酸化とそれを抑える過程をくり返しながら進む。
  • 今回、リン酸化を促進する酵素「CDK」が働くときには、リン酸化を抑える別の酵素「PP2A」が働かなくなる仕組みを明らかにした。
    CDKが働き出すと刺激された別の酵素も機能してタンパク質の「エンドサルフィン」が活性化。エンドサルフィンがPP2Aの働きを止めることが分かった。
    これまでは、CDKが働く強さの変化によって、直接、リン酸化が制御されると考えられてきた。





ガン細胞の分裂をうながす
  • 2013年、愛知県がんセンター研究所の稲垣昌樹研究部長らは、ガン細胞の分裂をうながす分子を突き止めた。
  • 成果はネイチャー・コミュニケーションズ(電子版)に掲載。
  • 特定した分子は「Akt」と呼ばれ、ガン細胞の成長に関わることが知られていた。
  • ガン細胞の分裂をうながす酵素をくわしく調べたところ、Aktはこの酵素に作用して活性化させていた。
  • 酵素に働く分子としては「オーロラ」が知られている。
  • 研究グループは「Akt」と「オーロラ」の2つを標的とした抗がん剤を組み合わせ、培養したガン細胞を使って実験した。



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