細胞はどのように特殊化するのか
目次:
細胞の特殊化または細胞分化は、体内の一般的な細胞を特殊化された細胞に変換するプロセスです。特殊な細胞は、体内で特定の機能を実行できます。細胞の特殊化は、多細胞生物の2つの段階で発生します。 胚発生の間、細胞の特殊化は主に細胞質決定因子の細胞シグナル伝達のために起こります。大人の発達中、 幹細胞 主に遺伝子発現の調節により、さまざまな種類の幹細胞に特化するようになります。 この記事では、両方の開発段階での細胞の特殊化について説明します。
対象となる主要分野
1.セルスペシャライゼーションとは –定義、機能、機能 2.細胞はどのように特殊化されるのか –胚発生、成人発生
重要な用語：成体幹細胞、細胞の特殊化、細胞質決定因子、胚性幹細胞、エピジェネティック制御、シグナル伝達カスケード
セルスペシャライゼーションとは
細胞の特殊化とは、発生中の組織の位置に基づいて細胞を分化させることです。多細胞生物内では、細胞の特殊化は、組織の修復中および正常な細胞の代謝回転中に何度も発生します。さらに、胚内では、細胞は多細胞生物を発達させるためのさまざまなタイプに特化しています。セルの特殊化を図1に示します。
図1：細胞の特殊化
細胞の特殊化は、細胞のサイズ、形状、代謝活性、膜電位、および信号への応答性を変更します。
細胞はどのように特殊化するのか
さまざまな種類の細胞の特殊化は、人生のさまざまな発達段階で観察することができます。
胚発生中の細胞の特殊化
接合子は受精の概念であり、単一の細胞で構成されています。有糸分裂によって多くの細胞に分裂し、割球を形成します。割球の細胞は 全能性、 そしてそれらは、胎盤だけでなく体内のあらゆる種類の細胞に分化することができます。 8細胞期の細胞はとして知られています 胚性幹細胞。胚性幹細胞は 多能性、 そしてそれらは動物の体のあらゆるタイプの細胞に分化することができます。植物の多能性細胞は分裂組織細胞として知られています。これらの胚性幹細胞は、内胚葉、外胚葉、中胚葉の3つの胚葉に分化します。胚葉の細胞は 多能性、 そしてそれらは、3つの胚葉のそれぞれから発達した体の対応する組織に分化することができます。胚発生を図1に示します。
図1：胚発生
胚発生中に起こる細胞分裂は、非対称細胞分裂の一種です。 非対称細胞分裂 明確な発達運命を持つ娘細胞を生じさせます。非対称細胞分裂の2つの主な理由は、細胞質決定因子と異なる細胞シグナル伝達カスケードです。 細胞質決定因子 親細胞の調節分子です。の シグナル伝達カスケード、特定の細胞は、シグナル伝達分子をそれらに伝達することにより、その隣接細胞をそのタイプに発達させる。
成人の発達中の細胞の特殊化
多細胞生物には、体内で特定の機能を実行することに特化したさまざまな種類の細胞があります。特定の機能を実行する細胞は、組織に配置されます。したがって、特定の組織は、定義された機能を持つ細胞で構成されています。成人の体の特殊化されていない細胞は、 成体幹細胞。造血幹細胞の血液中の特殊な細胞型への分化を図3に示します。
図3：造血幹細胞の分化
幹細胞から特殊な細胞を生成する主なメカニズムは、エピジェネティックなメカニズムによる遺伝子発現の調節です。したがって、細胞の種類は遺伝子発現のレベルで決定されます。さらに、遺伝子発現のパターンは世代を超えて維持されなければなりません。差次的遺伝子発現は、ヒストン修飾と異なるレベルのDNAメチル化によって達成されます。一般的に、胚性幹細胞と多能性成体幹細胞のDNAメチル化のパターンは同じです。しかし、それは特殊な体細胞では異なります。成体幹細胞は多能性であり、それらの多能性は、OCT4、SOX2、およびNANGOとして知られる転写因子によって維持されます。
結論
細胞の特殊化は、多細胞生物の体の特定の機能を実行するための細胞の分化です。胚発生と成体発生の間、さまざまな種類の細胞の特殊化が起こります。胚発生の間、割球の細胞は、細胞シグナル伝達と細胞質決定因子を介して異なる効力を持つ細胞に分化します。成人の発達中、細胞の特殊化は遺伝子発現の調節を通じて起こります。
リファレンス：
1.「細胞分化」。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年3月17日、こちらから入手可能2.「幹細胞がどのように特殊化されるかを理解するためのブレークスルー」 SBP、こちらから入手できます。
画像提供：
1.「図2.Résultatsdedifférenciationdecellulessouchesen unedestroisdifférentescatégoriesdecellulesquise sous-divisent entypesdecellulesspécifiquesavecdesrôlesprécis7」Ryongraf（CC BY-SA 4.0）、CommonsWikimedia2経由。コモンズウィキメディア3経由の米国政府（パブリックドメイン）による「幹細胞分化」。
