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英：the Golgi body, the Golgi apparatus | 英：the Golgi body, the Golgi apparatus | ||
同義語：[[ゴルジ装置]] | |||
[[wikipedia:ja:赤血球|赤血球]]を除くすべての[[wikipedia:ja:真核生物|真核生物]]の[[wikipedia:ja:細胞内小器官|細胞内小器官]]の一つ。[[wikipedia:ja:カミッロ・ゴルジ|Golgi]]によって発見された。[[wikipedia:ja:脂質二重層|脂質二重層]] | [[wikipedia:ja:赤血球|赤血球]]を除くすべての[[wikipedia:ja:真核生物|真核生物]]の[[wikipedia:ja:細胞内小器官|細胞内小器官]]の一つ。[[wikipedia:ja:カミッロ・ゴルジ|Golgi]]によって発見された。[[wikipedia:ja:脂質二重層|脂質二重層]]の膜でかこまれた扁平な袋状の層板が数層とそれを取り巻く小胞からなる。[[分泌]]経路上の細胞内小器官で、[[wikipedia:ja:腺細胞|腺細胞]]などで発達している。 | ||
== 分泌経路とゴルジ体 | == 分泌経路とゴルジ体== | ||
新しくつくられた[[膜タンパク質]]や[[分泌タンパク質]]は、[[粗面小胞体]](rough ER)から[[小胞輸送]](vesicular transport)によってゴルジ体の一側（シス側 cis-）の層板に運ばれた後、ゴルジ体内をシス側から対側（トランス側 trans- | 新しくつくられた[[膜タンパク質]]や[[分泌タンパク質]]は、[[粗面小胞体]](rough [[ER]])から[[小胞輸送]](vesicular transport)によってゴルジ体の一側（シス側 cis-）の層板に運ばれた後、ゴルジ体内をシス側から対側（トランス側 trans-）へと移動しながら糖鎖を付加される<ref>'''Bruce Alberts et al.''' <br> ''Molecular Biology of the Cell'' 3rd ed 1994, 5th ed 2008<br>Garland Publishing,Inc /NewYork </ref> 。神経細胞ではゴルジ体は[[wikipedia:ja:核|核]]の周囲にあり、核側がシス、細胞表面側がトランスである<ref>'''Alan Peters et al.''' <br> ''The Fine Structure of the Nervous System '' 3rd ed 1991<br>Oxford University press. </ref> 。ゴルジ体のシスとトランスでは層板に含まれる[[wikipedia:ja:糖鎖付加酵素|糖鎖付加酵素]]が異なっており、新しくつくられた膜タンパク質や分泌タンパク質はゴルジ体内を移動しながら成熟していく。ゴルジ体のトランス側の出口には 網目状の膜があり、[[トランスゴルジネットワーク]](''trans''-Golgi network)と呼ばれ、輸送タンパク質の振り分け(sorting)が行われるとされている。（編集コメント：このあたり図を御願いできないでしょうか？できれば模式図と、典型的な電子顕微鏡写真があればと思います）。 | ||
[[wikipedia:ja:調節性分泌|調節性分泌]](regulated secretion)される内外[[wikipedia:ja:分泌細胞|分泌細胞]]の分泌タンパク質は球状の[[wikipedia:ja:分泌顆粒|分泌顆粒]](secretory ganules)に振り分けられ、分泌刺激があるまで細胞内に蓄積される。[[wikipedia:ja:恒常性分泌|恒常性分泌]](constitutive secretion)される一般細胞の分泌タンパク質（[[wikipedia:ja:コラーゲン|コラーゲン]]、[[wikipedia:ja:アルブミン|アルブミン]]など）や膜タンパク質は、管状胞状のオルガネラによって、[[細胞膜]]に輸送され、随時分泌される。[[リソソーム]](lysosome)へのタンパク質の振り分けもトランスゴルジネットワークで行われる。 | [[wikipedia:ja:調節性分泌|調節性分泌]](regulated secretion)される内外[[wikipedia:ja:分泌細胞|分泌細胞]]の分泌タンパク質は球状の[[wikipedia:ja:分泌顆粒|分泌顆粒]](secretory ganules)に振り分けられ、分泌刺激があるまで細胞内に蓄積される。[[wikipedia:ja:恒常性分泌|恒常性分泌]](constitutive secretion)される一般細胞の分泌タンパク質（[[wikipedia:ja:コラーゲン|コラーゲン]]、[[wikipedia:ja:アルブミン|アルブミン]]など）や膜タンパク質は、管状胞状のオルガネラによって、[[細胞膜]]に輸送され、随時分泌される。[[リソソーム]](lysosome)へのタンパク質の振り分けもトランスゴルジネットワークで行われる。 | ||
== 層板成熟説と小胞輸送説 == | == 層板成熟説と小胞輸送説 == | ||
（この両者の説を図示できないでしょうか。） | |||
膜タンパク質や分泌タンパク質がゴルジ体内を移動しながら成熟していくことについて、古くからある論争に層板成熟説（cisternae maturation hypothesis）と小胞輸送説（vesicular transport hypothesis）がある。成熟説とは、新しくつくられたタンパク質が、層板間を移動せず、層板自体がシスに移動し、成熟するというもの。小胞輸送説は、層板は移動せず、新しく作られたタンパク質が小胞に乗って層板間をシスからトランスへと移動するというものである。1970年代、正常なゴルジ体とトランス側の酵素を持たない変異ゴルジ体を試験管内で混ぜると、変異ゴルジ体で途中までしか糖鎖が付加していなかった膜タンパク質に最後まで糖が付加されることが巧妙な実験でわかった。変異ゴルジ体内にあった膜タンパク質が、正常なゴルジ体にしかない酵素の作用をうけるのだから、両者間でタンパク質の移動があった強い証拠であり、小胞輸送説を支持する結果と考えられた。 | 膜タンパク質や分泌タンパク質がゴルジ体内を移動しながら成熟していくことについて、古くからある論争に層板成熟説（cisternae maturation hypothesis）と小胞輸送説（vesicular transport hypothesis）がある。成熟説とは、新しくつくられたタンパク質が、層板間を移動せず、層板自体がシスに移動し、成熟するというもの。小胞輸送説は、層板は移動せず、新しく作られたタンパク質が小胞に乗って層板間をシスからトランスへと移動するというものである。1970年代、正常なゴルジ体とトランス側の酵素を持たない変異ゴルジ体を試験管内で混ぜると、変異ゴルジ体で途中までしか糖鎖が付加していなかった膜タンパク質に最後まで糖が付加されることが巧妙な実験でわかった。変異ゴルジ体内にあった膜タンパク質が、正常なゴルジ体にしかない酵素の作用をうけるのだから、両者間でタンパク質の移動があった強い証拠であり、小胞輸送説を支持する結果と考えられた。 | ||
20世紀末、この系を使ってゴルジ体層板と小胞の融合に関わるタンパク質（[[NSF]], [[alpha-SNAP]], [[t-SNARE]], [[v-SNARE]]）が同定され, 小胞輸送説が支配的となった。細胞生物学の教科書もそれに倣った記述がなされた（例えばMolecular Biology of the Cell 3rd editionと5th editionを比較せよ）。 | 20世紀末、この系を使ってゴルジ体層板と小胞の融合に関わるタンパク質（[[NSF]], [[α-SNAP]], [[t-SNARE]], [[v-SNARE]]）が同定され, 小胞輸送説が支配的となった。細胞生物学の教科書もそれに倣った記述がなされた（例えばMolecular Biology of the Cell 3rd editionと5th editionを比較せよ）。 | ||
ところが、1998年にコラーゲンの分泌を詳細に観察した実験から、コラーゲンはゴルジ体内ですでに大きな線維を形成し、とても小胞には収まりきらないにも拘わらず、粛々とシス側に移行することが分かり、層板成熟説が再び復活した<ref><pubmed> 9875853 </pubmed></ref> 。 | ところが、1998年にコラーゲンの分泌を詳細に観察した実験から、コラーゲンはゴルジ体内ですでに大きな線維を形成し、とても小胞には収まりきらないにも拘わらず、粛々とシス側に移行することが分かり、層板成熟説が再び復活した<ref><pubmed> 9875853 </pubmed></ref> 。 | ||
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== ゴルジ体に作用する薬剤 == | == ゴルジ体に作用する薬剤 == | ||
=== | === ブレフェルジンA === | ||
小胞体からゴルジ体への小胞輸送を阻害するとされる。ゴルジ体から小胞体への小胞輸送は阻害しないため、結果的にゴルジ体が小胞体に吸収される。 | 小胞体からゴルジ体への小胞輸送を阻害するとされる。ゴルジ体から小胞体への小胞輸送は阻害しないため、結果的にゴルジ体が小胞体に吸収される。 | ||
=== | === ノコダゾールなど微小管脱重合薬 === | ||
ゴルジ体の核周囲への局在は[[微小管]]依存性である。そこで、微小管脱重合をおこなうと、ゴルジ体の断片が細胞内に拡がり、脱重合剤を除くと、再び核周囲に局在する。注意すべき点は、微小管脱重合剤でゴルジ体を断片化しても、一般細胞の分泌は阻害されず、極性を持った輸送が阻害されるのみである。分泌される場所を細かく指定しないなら、一般細胞では、分泌小胞が拡散等で十分到達できるほど近くに細胞膜（のいずれかの部分）があると考えられる。 | ゴルジ体の核周囲への局在は[[微小管]]依存性である。そこで、微小管脱重合をおこなうと、ゴルジ体の断片が細胞内に拡がり、脱重合剤を除くと、再び核周囲に局在する。注意すべき点は、微小管脱重合剤でゴルジ体を断片化しても、一般細胞の分泌は阻害されず、極性を持った輸送が阻害されるのみである。分泌される場所を細かく指定しないなら、一般細胞では、分泌小胞が拡散等で十分到達できるほど近くに細胞膜（のいずれかの部分）があると考えられる。 | ||
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| '''動画 [[GFP]]ラベルした温度感受性ウィルス膜タンパク質VSV-Gが培養[[海馬]]神経細胞内で小胞体からゴルジ体へ移る過程'''<br>39℃ではVSV-Gは租面小胞体にあり、細胞体樹状突起全体に均一に分布する。その後温度を下げると、租面小胞体からゴルジ体への移動が起こる。まず、一様な分布をしていたVSV-Gが細胞の各部分で小さな輝く点となり、移動を始める。輝点は細胞体内で融合してゴルジ体に局在する。細胞体の下から出て左側にカーブする突起が[[軸索]]で、他の突起が樹状突起である。これら以外の細い突起は、他の神経から伸びた軸索である。 | | '''動画 [[GFP]]ラベルした温度感受性ウィルス膜タンパク質VSV-Gが培養[[海馬]]神経細胞内で小胞体からゴルジ体へ移る過程'''<br>39℃ではVSV-Gは租面小胞体にあり、細胞体樹状突起全体に均一に分布する。その後温度を下げると、租面小胞体からゴルジ体への移動が起こる。まず、一様な分布をしていたVSV-Gが細胞の各部分で小さな輝く点となり、移動を始める。輝点は細胞体内で融合してゴルジ体に局在する。細胞体の下から出て左側にカーブする突起が[[軸索]]で、他の突起が樹状突起である。これら以外の細い突起は、他の神経から伸びた軸索である。 | ||
|} | |} | ||
== 神経細胞での局在 == | == 神経細胞での局在 == | ||
神経細胞では、電子顕微鏡の観察からゴルジ体は主に核の周囲にあることが分かっているが、それ以外に分布するだろうか？[[wikipedia:ja:リボゾーム|リボゾーム]]は細胞体だけでなく、[[樹状突起]]にも局在する。もし樹状突起にゴルジ体もあれば、樹状突起の局所で[[チャネル]]や[[受容体]]などの膜タンパク質が合成できることになり、神経細胞内での部位特異的なシナプス制御のメカニズムを提供する。[[蛍光タンパク質]]でラベルした[[wikipedia:ja:ウイルス|ウイルス]]膜タンパク質VSV-G(vesicular stomatits virus G protein)を使って小胞体からゴルジ体へのタンパク質の移動をみると、ゴルジ体は細胞体か樹状突起の根本の部分にあり、そこまでタンパク質が輸送されているように見える（動画）。しかし、たとえ典型的なゴルジ体はなくとも、同等の機能を持つ膜系が樹状突起にあったり、小さな輸送小胞にみえるものがゴルジ体の役割を果たしていたり、ゴルジ体を経ずに膜タンパク質を合成出来る場合があったりするかもしれない。これらは分子神経科学の諸問題に魅力的な説明を与えるかもしれないが、分泌経路、ゴルジ体の機能および膜タンパク質合成の根幹に関わる問題であり、細胞生物学的視点からは強い証拠が望まれる。 | 神経細胞では、電子顕微鏡の観察からゴルジ体は主に核の周囲にあることが分かっているが、それ以外に分布するだろうか？[[wikipedia:ja:リボゾーム|リボゾーム]]は細胞体だけでなく、[[樹状突起]]にも局在する。もし樹状突起にゴルジ体もあれば、樹状突起の局所で[[チャネル]]や[[受容体]]などの膜タンパク質が合成できることになり、神経細胞内での部位特異的なシナプス制御のメカニズムを提供する。[[蛍光タンパク質]]でラベルした[[wikipedia:ja:ウイルス|ウイルス]]膜タンパク質VSV-G(vesicular stomatits virus G protein)を使って小胞体からゴルジ体へのタンパク質の移動をみると、ゴルジ体は細胞体か樹状突起の根本の部分にあり、そこまでタンパク質が輸送されているように見える（動画）。しかし、たとえ典型的なゴルジ体はなくとも、同等の機能を持つ膜系が樹状突起にあったり、小さな輸送小胞にみえるものがゴルジ体の役割を果たしていたり、ゴルジ体を経ずに膜タンパク質を合成出来る場合があったりするかもしれない。これらは分子神経科学の諸問題に魅力的な説明を与えるかもしれないが、分泌経路、ゴルジ体の機能および膜タンパク質合成の根幹に関わる問題であり、細胞生物学的視点からは強い証拠が望まれる。 | ||
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<references /> | <references /> | ||
（執筆者：中田隆夫 担当編集委員：尾藤 晴彦） | （執筆者：中田隆夫 担当編集委員：尾藤 晴彦） | ||