生物の起源と歴史
169453 ギャップ結合が、単細胞を組織へと変化させた
 
村上祥典 ( 40歳代 島根 電気設計 ) 08/01/21 PM11 【印刷用へ
多細胞生物は、同じ機能の細胞同士が接着して協調して動く。また、別の細胞を混ぜても、膜の認識機能を使い、同じもの同士で集まり組織を作り直す。

また、互いの細胞膜をギャップ結合により接続し、細胞間で直接情報を共有し、同調して動く機能を獲得している。

この細胞同士の接着と協働を、具体的に見ていく。

●細胞膜の認識機能をもとにした選択的接着
細胞どうしの結合するには、まず最初に細胞どうしが接着しなければならない。細胞同士は、ただくっつきあっているのではなく、選択的な接着によって、積極的に寄り集まっている。

その接着の過程は、
1)細胞がお互いに相手の細胞を認識して、同じ仲間ならくっつきあう
2)同じ仲間同士が細胞の塊を作る
3)細胞の塊はやがて分化して組織となる
というように進んで行く。

例えば、イモリの予定表皮細胞と神経板の細胞を混ぜ合わせておくと、自然と両者は塊を作り、やがて選別が起こり表皮は外側に、神経細胞は内側に塊を作り、それぞれの組織に分化することを示した、ホルトフレーターらの実験である(1955)。この古典的な実験は、細胞はお互いに認識しあい選別が起こることを示している。

●細胞間接着の種類と協調
細胞間の接着には、密着結合、接着結合、デスモゾーム結合、ギャップ結合がある。その中で、ギャップ結合は細胞間を管状に接続し様々な物質を情報伝達物質として直接やりとりし、一つの組織としての動きが可能となった。

○ギャップ結合(ギャップジャンクション)
ギャップジャンクションは、管状の膜貫通タンパク質が隣の細胞のものと結びついた構造をしている。このため、2つの細胞の細胞質は連続することになる。

ギャップジャンクションの穴(1.5 nm)は、分子量1000以下の分子を通すことができる。穴はサイトゾールのカルシウムイオンの濃度によって開閉する(低いと開き、高いと閉じる)。

ギャップジャンクションによって、細胞どうしが電気的につながったり、カルシウムイオンのような小さい分子を通過させることにより細胞間の同調が行われていると考えられている。

小腸上皮組織は、結合と膜タンパク質の性質によって、一枚の上皮細胞のシートを形成し、個々の細胞ではなくシートとして機能している。

抜粋引用:細胞の生物学リンク
 
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170303 多細胞生物の細胞間接着の種類と起源 村上祥典 08/02/03 PM08

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