この記事では学生時代、細胞周期について研究していた経験のある理系院卒ライターtomato1121と解説していきます。
ライター／tomato1121
大学と大学院で学んだことを元に、生物の楽しさを伝えたいと思いライターになる。生物学の知識を分かりやすく伝え、多くの人に興味を持ってもらえるように日々奮闘中。
紡錘体とは何か？
紡錘体とは、細胞周期の分裂期に現れる繊維状の構造のこと。姉妹染色分体を娘細胞に1セットずつ間違いなく分配するためには、この紡錘体がなくてはならないものですね。
動物細胞の場合、紡錘糸は中心体から伸びていることは既に学習しましたか。この中心体にはγチューブリンという環状構造があり、紡錘糸が形成される起点となっています。
紡錘糸は微小管でできている
image by iStockphoto
紡錘糸の正体は微小管という繊維状の構造物です。そのため紡錘糸は紡錘体微小管と呼ばれることも。
微小管の構成単位は、αチューブリンとβチューブリンという2種類のタンパク質が二量体になったものです。この二量体が13組環状に並び、そこに多数の二量体が結合して、ストローのような中空の構造をとっています。
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微小管にはプラス端とマイナス端がある
Qniemiec – 投稿者自身による作品, inspired by initial file File:Mikrotubula007.PNG as posted by User:Karol007 in 2006, CC 表示-継承 4.0, リンクによる
微小管はαβチューブリン二量体が多数結合していますが、この二量体は全て同じ向きに並んで結合しています。その鎖の一端はαチューブリン側になりますが、これをマイナス端、逆側のβチューブリン側をプラス端と呼ぶことを覚えておきましょう。基本的にどちら側にもαβチューブリン二量体は結合できますが、プラス端の方が伸長していくスピードが速いことが知られています。
先ほど、中心体のγチューブリンが紡錘糸の形成される起点になっていることを説明しましたね。紡錘糸を形成している微小管は、中心体のγチューブリン側がマイナス端側になっており、プラス端の方が伸長するようになっています。
微小管は動的不安定という特徴がある
image by Study-Z編集部
微小管はαβ-チューブリン二量体が重合したり脱重合をしたりを繰り返しています。この特徴が動的不安定と呼ばれるもの。そのため、紡錘糸も伸長と収縮を繰り返しているように見えます。この動的不安定であることが、微小管が機能する上で重要であることが分かっているのです。
例えば、微小管の重合を阻害する薬剤であるコルヒチン。これを分裂期の細胞に作用させることで、細胞は分裂中期で停止することが知られています。つまり、微小管が重合できないと、紡錘糸としての役割を果たすことが出来ないということですね。
逆に微小管の脱重合を阻害するタキソールという薬剤もあります。タキソールを分裂期の細胞に作用させると紡錘糸は伸長する一方となり、同様に分裂中期で分裂は停止してしまうのです。
このタキソールはパクリタキセルという一般名で、抗がん剤としても用いられています。がん細胞は細胞分裂が盛んな細胞。微小管の脱重合阻害により細胞分裂を阻止し、がん細胞を死滅に追いやる効果が認められているというわけです。
＼次のページで「紡錘体の役割は姉妹染色分体の分配」を解説！／
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