クエリ: 大隅良典が分子レベルで解明した、細胞自身が不要なたんぱく質を分解する、「自食作用」ともいう生物の仕組みとは何?
文章: オートファジー 細胞が生命活動を行うためには、必要な遺伝子を発現させて、タンパク質などの生体高分子を生合成する必要がある。タンパク質はアミノ酸からなる高分子であり、細胞が生命活動を行うためにはその材料となる必須アミノ酸を、栄養源として細胞外から取り込む必要がある。個体が飢餓状態におかれて栄養が枯渇し、アミノ酸の供給が断たれることは、細胞にとっては生死に関わる重大なダメージになりうる。飢餓状態で細胞分裂が行われると、染色体の数などに異常が生じやすくなり、これががんの原因にもなる。しかしオートファジーが働くことによって、細胞は一時的にこのダメージを回避することが可能で、染色体数などの異常を抑制し、がんなどの病気の発生を予防している。
文章: 食作用 死につつある細胞は、アポトーシスに続いて、エフェロサイトーシスと呼ばれるプロセスで、マクロファージによって周囲の組織に取り込まれる必要がある。アポトーシス細胞の特徴の一つは、カルレティキュリン、ホスファチジルセリン(細胞膜内層から)、アネキシンA1(英語版)、酸化LDL、変化した糖鎖など、さまざまな細胞内分子が細胞表面に提示されることである。これらの分子は、ホスファチジルセリン受容体のようなマクロファージの細胞表面にある受容体、またはトロンボスポンジン1(英語版)、GAS6(英語版)、MFGE8(英語版)のような可溶性(浮遊)受容体によって認識され、CD36(英語版)やαVβ3(英語版)インテグリンのようなマクロファージ上の他の受容体と結合する。アポトーシス細胞のクリアランスの障害は、通常、マクロファージの障害食作用と関連している。アポトーシス細胞の残骸が蓄積すると、しばしば自己免疫疾患を引き起こす。したがって、食作用を薬理学的に増強することは、ある種の自己免疫疾患の治療において医学的な可能性を秘めている。 文章: ビタミン しかし全ての後生動物はこの代謝経路を喪失しており、他の生物を捕食することによって摂取しなければならず、カロテノイドはビタミンである。 文章: 不飽和脂肪酸 そして、不飽和脂肪酸が活性酸素と反応して生じる脂肪酸酸化物ラジカルは生体内で比較的長寿命であることから、DNAが活性酸素で切断される発癌機構に対しての寄与も示唆されている。脂質過酸化反応とは、脂質の酸化的分解反応のことを言う。フリーラジカルが細胞膜中の脂質から電子を奪い、結果として細胞に損傷を与える過程のことを言う。この過程は、フリーラジカルの連鎖反応のメカニズムによって進行する。生体機構は、フリーラジカルを捕獲することによって速やかにラジカル反応を停止させ、それゆえ脂質である細胞膜を保護し得る様々な抗酸化物質を生み出してきている。スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)、カタラーゼ、ペルオキシダーゼを含んだその他の抗酸化物質が生体内で作られている。 文章: 消化 消化とは、生物が外部から摂取した物質を分解処理して、利用可能な状態にする過程のことである。消化は、生体の体内や体外、細胞内または細胞外の様々な場所で行われる。消化の方法としては、機械的に破砕する物理的消化や、コロイドや分子レベルにまで分解する化学的消化が存在し、消化器ごとにも分類される。 文章: 自己融解 自己融解は、個体の死亡後にその組織や細胞が自身の酵素によりタンパク質、脂質、糖質などが分解され軟らかくなる現象。胃腸粘膜が胃液や消化酵素により消化されることを特に自己消化と呼ぶ。自己融解は消化管、膵臓、脾臓、肝臓、胆嚢、副腎髄質において起こりやすい。自己融解が開始した組織ではその構造は不明瞭となり消失に向かう。標本作成における固定は自己融解や腐敗を抑えることを目的とする。 文章: 繊毛虫 単細胞生物であるが、群体を形成するものもある。多くのものが細菌や有機物の微粒子などを摂食するが、他の単細胞生物を捕獲して食べる等、明確な捕食者として振る舞うものもある。単細胞藻類を細胞内に共生させる種も知られている。基本的には繊毛、大核、小核、食胞、収縮胞からなる。体は前後に細長いものが多く、腹面と背面が明らかなものもあるが、左右対称ではないものが多い。前方か前方側面に、細胞口と呼ばれる食物の取り込み口を持つものが多い。取り込まれた食物は食胞(しょくほう)という球形の袋の中で消化され、吸収される。残ったものは体外に放出される。収縮胞は、体内の水分や老廃物を排出する役割をしている。細胞内には複数の細胞核があり、生殖用(小核)と生活用(大核)に機能が分かれている。繊毛虫の最大の特徴は、運動器官としての繊毛である。 文章: 炎症 これら、炎症の誘導に関わる分子は炎症メディエーターといい、これらの作用が合わさって炎症反応を引き起こす。 炎症にかかわる物質や仕組み(炎症メディエーター)は、その組織異常の症候に応じて様々な組み合わせで生じるので、血管拡張がわずかなため赤みを帯びない炎症なども生じえる。あるいは発熱を生じるほどでないため、熱をそれほど持たない炎症も存在する。これらの反応が起きると、恒常性は血液循環を制御して、異常部位へのエネルギー供給を増やす。外傷や内傷の場合、周辺組織に攣縮が起きる場合もある。このように症候に応じて反応が起きるが、異常のレベルが高ければ、より複雑かつ多重的になる。 微小循環領域に急速に出現する急性炎症反応は、微小循環血流の増加、微小循環からの血漿たんぱく質の滲出、微小循環からの白血球の血管外遊走のプロセスからなる。 壊死細胞は細胞や組織の破壊物に含まれる酵素により分解され、好中球やマクロファージの貪食によって除去される。欠損した組織は線維芽細胞によって作り出される膠原線維で修復され、修復の材料を輸送するための豊富な毛細血管からなる肉芽組織が形成される。 文章: 稲上正 稲上 正は、日本の生化学者。ヴァンダービルト大学大名誉教授、日本学士院会員。専門は栄養生化学、分子細胞生理学。たんぱく質分解酵素「レニン」の構造を解明するなど、血圧の降圧剤の開発に貢献した。 文章: 佐藤匠徳 米国では、癌、心臓病(特に心筋梗塞)、生活習慣病(特に二型糖尿病)の分子メカニズムをマウス、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエの3つのモデル動物を用いて研究を行い、超一流誌の「セル」「ネイチャー」「サイエンス」に多数の論文を発表した。それらの論文は、高く評価され、分子生物学・遺伝学の分野で、論文が最も引用された研究者1%に入る。2008年8月17日現在、 論文当たりの被引用回数は189回で、全論文の被引用回数は5,670回である。帰国後の2009年頃から、すべての生命現象を”Stochasticity”という確率論的観点からみなおし、新しい概念を確立しようと、新たな研究を開始した。遺伝子が生物のすべてを決めるなどというように、生命現象は、決定論的な制御機構に基づいて成り立っている、というのが現代生物学の基本的な考え方である。 文章: 飲作用 飲作用(いんさよう、英: Pinocytosis、ピノサイトーシス)とは、細胞が行うエンドサイトーシスの形式の一つであり、細胞外液に懸濁した小粒子が細胞膜の陥入(英語版)によって細胞内に持ち込まれ、その結果、細胞内の小さな小胞内で粒子が懸濁する。この飲小胞は、通常、初期エンドソームと融合し、粒子を加水分解する。 飲作用はさらに、マクロ飲作用、クラスリン媒介飲食作用、カベオリン媒介飲食作用、クラスリン・カベオリン非媒介エンドサイトーシスという経路に分類され、これらの経路は全て、小胞形成のメカニズムおよび生成される小胞のサイズが異なる。飲作用は、分子機構や取り込まれた分子の運命に応じて様々に分類される。飲作用は、本質的過程であると考えられる場合もあれば、受容体を介して高度に制御されている場合もある。 文章: 生化学 DNAのように細胞破砕後に、エタノール沈澱するだけで捕集できるものもあるが多くの場合、細胞破砕後に密度勾配法による遠心分離で目的の細胞内器官を密度により選択し捕集する。溶液には塩化セシウムなどが用いられる。この状態では多くの場合、酵素や受容体は細胞膜に取り込まれていたり、膜の二重層に埋め込まれているので、界面活性剤を使って脂質膜と分離〈可溶化〉する必要がある。目的の生体高分子の精製は古くは半透膜による透析が行われたが、20世紀後半からはゲル濾過クロマトグラフィーやアフィニティークロマトグラフィーにより目的物を精製することが可能になった。代謝による生体内物質の移動や変化の追跡にはトレーサー物質が利用される。古くから放射性あるいは非放射性同位体を組み込んだ生体内物質が広く利用された。 文章: テトロドトキシン 石川県名産の河豚の卵巣の糠漬けの毒素分解の仕組みは未だ不明である。フグ卵巣糠漬では、食用可能な状態にまで減毒している理由として、古くから塩漬・糠漬中に卵巣から毒が桶に拡散するためと説明されているものの、何がどのように作用するかの解明には至っていない。糠漬け1年後には総毒量が10分の1ほどに減少しており、東京海洋大学は微生物の関与を調査したが、微生物のフグ毒の毒力減少への関与は認められていない。フグ毒については未だ解明されていない部分が多いのが実情である。 いくつかの生物では、耐性の仕組みが解明されつつある。 ここに記載されている生物全てが常にTTXを蓄積している訳ではなく、生息域や季節で保有の有無や毒の量は変化する。 文章: 自己融解 自己融解(じこゆうかい、英: autolysis)は、個体の死亡後にその組織や細胞が自身の酵素によりタンパク質、脂質、糖質などが分解され軟らかくなる現象。胃腸粘膜が胃液や消化酵素により消化されることを特に自己消化と呼ぶ。自己融解は消化管、膵臓、脾臓、肝臓、胆嚢、副腎髄質において起こりやすい。自己融解が開始した組織ではその構造は不明瞭となり消失に向かう。標本作成における固定は自己融解や腐敗を抑えることを目的とする。 文章: 単核貪食細胞系 免疫学において、細網結合組織の中で食細胞を構成する免疫系の機構であり、単核貪食細胞系 と呼ばれる。日本では、今でもこのシステムを「細網内皮系」 (網内系) と呼ぶことがある。各血球はそれぞれの機能を果たし老廃した血球などは、主にリンパ節や脾臓などに蓄積している単球やマクロファージといった食細胞の食作用(貪食)によって破壊される。肝臓のクッパー細胞や組織球は、MPSの一部である。 「細網内皮系」は単核食細胞系の古い用語であるが、ほとんどの血管内皮の内皮細胞はマクロファージではないと理解されている為、現在ではその用語はあまり使用されなくなっている。 単核貪食細胞系の用語もまた、広範囲にわたる細胞を混用して考えようとするやや時代遅れの概念であり、注意して使用する必要がある。 文章: 異化 (生物学) 異化(いか、英: catabolism)とは、異化作用(いかさよう)とも呼ばれ、分子をより小さな構成部分に分解し、酸化してエネルギーを放出したり、他の同化反応で利用する一連の代謝過程のことである。異化作用は、多糖、脂質、核酸、タンパク質等の大きな分子が、それぞれ単糖、脂肪酸、ヌクレオチド、アミノ酸等の小さな部分に分解する。異化作用(異化とも呼ぶ)は代謝における分解の側面で、これに対して同化作用は構築の側面である。