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Takaonakata (トーク | 投稿記録) 細編集の要約なし |
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== 歴史 == | == 歴史 == | ||
細胞骨格蛋白の研究は、常に形態学的研究の進展とともにあった。真核細胞の細胞質にはトライトン(Triton)不溶性の線維構造があると分かり、これが“細胞骨格”分画と呼ばれ、電子顕微鏡等による研究が行われるようになった。生物電子顕微鏡のパイオニアであり細胞生物学の創始者のひとりであるK.Porterは臨界点乾燥法を用いて細胞質には複雑な網目状の構造 microtrabecula があるとした。現在はこの説は退けられているが、細胞質内の蛋白性の線維は、微小管(直径25nm)、中間径フィラメント(10nm)、微細線維(マイクロフィラメント)(6nm) | 細胞骨格蛋白の研究は、常に形態学的研究の進展とともにあった。真核細胞の細胞質にはトライトン(Triton)不溶性の線維構造があると分かり、これが“細胞骨格”分画と呼ばれ、電子顕微鏡等による研究が行われるようになった。生物電子顕微鏡のパイオニアであり細胞生物学の創始者のひとりであるK.Porterは臨界点乾燥法を用いて細胞質には複雑な網目状の構造 microtrabecula があるとした。現在はこの説は退けられているが、細胞質内の蛋白性の線維は、微小管(直径25nm)、中間径フィラメント(10nm)、微細線維(マイクロフィラメント)(6nm) の三種類に分類されている。微小管は中空で径も大きく電子顕微鏡像で容易に区別がつく。アクチンフィラメントにはミオシンが結合する。その頭部を細胞骨格試料に加えると、マイクロフィラメントを矢じり状に修飾する。そこでマイクロフィラメントが筋肉で研究されてきたアクチンフィラメントに相当するものであることが分かった(注意深い議論をする場合は、その成分がアクチンであると証明されるまでは、マイクロフィラメントという呼称を用いる)。一方、ミオシン頭部が全く結合しないことで中間径フィラメントが別に存在することが確立した。また、1970年代以降、抗体を用いた蛍光抗体光学顕微鏡法は、細胞骨格蛋白の細胞内の3次元構築を明らかにした。1980年代、急速凍結ディープエッチ法は電子顕微鏡レベルで細胞骨格の三次元的構成を示した。一方、生化学的研究の進展は、その構成蛋白および関連蛋白を明らかにし、それら線維の重合脱重を試験管内で再現した。これに対応し、蛍光標識した構成蛋白とビデオ顕微鏡を用いて生細胞内での細胞骨格成分の動態が観察できるようになった。ビデオ顕微鏡は、この分野の大きな進展である軸索輸送のモーター分子であるキネシンの発見(1985)をもたらした。昔から知られてきたミオシンとダイニンについても、新たな類縁蛋白群が発見された。このモーター分子のアッセイや細胞骨格の重合脱重合のメカニズムの研究に、一分子イメージングなど光学顕微鏡技術の進展が大きく寄与している。 | ||
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== 細胞骨格の機能 == | == 細胞骨格の機能 == | ||
細胞の構造を内部から補強する将に“細胞の骨格”としての役割の他、細胞の形態形成、分裂、運動、極性、小胞輸送など様々な細胞内の機能を果たすと考えられている。異なる線維間の相互作用についても古くから興味を持たれてきたが、未解明の点も多い。以下、3線維の特徴を比較するが、それぞれの線維の詳細については、各項を参照されたい。 | |||
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;結合・関連蛋白:タウtauは遺伝性アルツハイマー病の原因遺伝子の1つである。MAP2は樹状突起と細胞体のマーカーとなる。微小管の上を走るモーター分子にキネシン、ダイニンおよびその類縁蛋白がある。 | ;結合・関連蛋白:タウtauは遺伝性アルツハイマー病の原因遺伝子の1つである。MAP2は樹状突起と細胞体のマーカーとなる。微小管の上を走るモーター分子にキネシン、ダイニンおよびその類縁蛋白がある。 | ||
;細胞内分布と機能:一般的な細胞では、中心体から放射状に細胞質全体に放射するほか、精子の鞭毛や、分裂細胞の紡錘糸の主要成分である。 | ;細胞内分布と機能:一般的な細胞では、中心体から放射状に細胞質全体に放射するほか、精子の鞭毛や、分裂細胞の紡錘糸の主要成分である。 | ||
;神経細胞での特徴: | ;神経細胞での特徴:軸索や樹状突起の中を突起に平行に走行し、オルガネラや小胞輸送のためのレールの役割を果たしている。軸索輸送に重要な役割を果たす。 | ||
;その他: | ;その他:中空なのでこの中を何かが運ばれるという考えが脳科学の啓蒙書にあるが、根拠が少ない。また、一般の神経細胞では微小管は細胞膜直下には殆どない。 | ||
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;構成成分:アクチン(45kd) | ;構成成分:アクチン(45kd) | ||
;結合・関連蛋白:ミオシンを始め、数多い。 | ;結合・関連蛋白:ミオシンを始め、数多い。 | ||
;細胞内分布と機能: | ;細胞内分布と機能:細胞運動や移動で重要な役割を果たす。一般的細胞では細胞膜直下に多く、細胞膜が分化した構造、微絨毛や接着結合、分裂時の収縮輪等に多く、培養細胞のストレスファイバーの主成分である。 | ||
;神経細胞での特徴:神経細胞では細胞膜直下のほか、樹状突起のスパインや、PSD(post synaptic density) | ;神経細胞での特徴:神経細胞では細胞膜直下のほか、樹状突起のスパインや、PSD(post synaptic density) 、ランヴィエの絞輪、成長円錐に多い。<br> | ||
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