C　細胞の分化

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C　細胞の分化

◆細胞の分化

発生中の細胞分化の仕組みは，現在分子生物学のカレント・トピックスである。

中胚葉の分化についていうと，カエル卵の動物極側にあるアクチビンというタンパ

ク質が中胚葉分化を起こす。アクチビンによって発現されるMyoD_１というタンパ

ク質が，筋分化を誘導することが示されている。

◆カイメンの細胞

アメリカの発生学者ウイルソン(H.V.Wilson)は，1907年，カイメンをガーゼでつつ

み，海水中でピンセットで繰り返しつついたところ，ガーゼの網目から細胞が出て

きてにごってきた。ばらばらになったカイメンの細胞は容器の底に沈み，やがて接

着して小さなカイメンができてきた。違った色をした2種類のカイメンの細胞を混

ぜると，それぞれ同種の小カイメンができて，混合カイメンはみられなかった。同

種のカイメン細胞は自己を認識するわけである。

◆細胞間の接着

多細胞生物の各組織で，同じ種類の細胞が相接しているのは，細胞間を認識して，

互いに接着しあうためである。細胞膜上にあるタンパク質と結合した糖鎖が，細胞

間の認識にあずかっているものと考えられている。カドヘリンというタンパク質は，

細胞膜を貫通してとなりの細胞を接着させる。カルシウムイオンを必要とし，組織

特異性がある。カルシウムを必要としない神経細胞に特異的な接着タンパク質

NCAM(Neural cell adhesion molecule)も知られている。そのほか，細胞間の接着には，

コラーゲン，フィブリネクチン，ラミニンなど特異性が厳密でないタンパク質があ

ずかっている。

◆細胞性粘菌の特徴

細胞性粘菌は，生物Iでは「細胞の分化」に深入りできないので，単細胞と多細

胞の2つの生活環をもつ生物として紹介されている。しかし，研究上は，「細胞の

分化」を中心にして，世界各地の研究室で広く培養されている材料である。

　細胞性粘菌はいろいろな特徴をもつ。まず，「細胞性」と名づけられたのは，一

生の間，細胞構造が持続されるためである。これに対して，原形質流動の観察材料

などとして用いられる真性粘菌は，変形体という細胞構造をもたない時期がある。

なお，ともに粘菌という名がついているが，両者の系統上の関係は，はっきりせず，

互いの類縁関係はないと考える人が多い。ほかにも，次にあげる特徴がある。

(1)　成長の時期と分化の時期が分かれていること

　細胞性粘菌の成長期は，胞子が発芽して生じたアメーバの時期のみであり，それ

が細菌などを捕食してふえ，餌がなくなった時期から「分化」が始まる。よく発生

や分化の研究に用いられる動物の受精卵や胚では，成長しながら分化していく。そ

の点で，この材料は「分化」の研究に有利である。

(2)　胞子と柄しか分化しない。

　多細胞動物の場合，発生にともなって，多種多様な細胞や組織に分化するが，細

胞性粘菌の場合は，分化は柄になるか，胞子になるか，二者択一である。多細胞の

移動体で，先端の部分が柄になり，後部が胞子になることもわかっている。このよ

うに，分化が簡単な点も，研究上有利である。

(3)　生涯を通じて半数体である。

　真性粘菌の場合，胞子から発芽したアメーバに原始的な性の区別があり，接合し，

接合子が融合して，変形体を形成する。したがって，真性粘菌ではnの時期と，2 n

の時期の両方がある。多くの他の生物も同様である。しかし，細胞性粘菌は，半数

体(n)のアメーバが単に集合するだけで，特別な場合を除いて接合せず，一生nのま

まである。それで，アメーバなどに突然変異が生じたとき，それがそのまま形質と

して表現される。一方，接合して2 nの時期をもつ生物では，一方の突然変異形質

がかくれてしまうことが多い。こうした点も，細胞性粘菌が有利である。

(4)　培養しやすい。

　細胞性粘菌は，大腸菌やエアロバクターなどを餌にして，ペトリ皿(シャーレ)な

どの上で簡単に培養できる。

　そのほかにも，研究材料として都合のよいいくつかの性質をもつので，この材料

は広く用いられるようになった。なお，「分化」以外にもおもしろいことが見つか

っている。アメーバが飢餓状態になると，集合を始める。その集合のきっかけとな

るのは，細胞が出す環状アデニール酸(cAMP)とよばれる物質である。cAMPはペプ

チドホルモンの働きを仲介することなどで知られている。さらに興味深いのは，

cAMPを分泌するだけでなく，一度分泌してから次にそれを分解する酵素を出すこ

とである。このことは，一見むだのように見えるが，もしcAMPを出しっ放しにす

れば，しだいにその濃度が高くなり，まわりのアメーバを走化性で引きつける能率

が悪くなる。それで，一度分泌してまわりのアメーバを集合させ，すぐに酵素でそ

の情報を消し，さらに改めて次の分泌をして引き寄せていると考えられる。

　このように，細胞性粘菌には，驚くべき「知恵」のようなものが備わっている。

　なお，細胞性粘菌はそれほど珍しいものではなく，都会の片隅に残された公園

や林の落ち葉などから見つかることも少なくない。