ノーベル医学生理学賞受賞者の膜輸送研究

細胞内の膜小胞輸送について勉強。たぶん、どの報道よりも専門的かつわかりやすい、と思っていたが、そうでもないかもしれない。
科学
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Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
安定度がより高そうなYouTubeに切り替えるかな http://t.co/WULlOAj6GL  ノーベル生理学・医学賞。
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Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
2013 NobelPrize in Medicine is awarded jointly to: James E. Rothman, Randy W. Schekman & Thomas C. Südhof
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
"for their discoveries of machinery regulating vesicle traffic" http://t.co/QyXwKXjO5t
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
Thomas C. Sudhof によるレビュー論文: THE SYNAPTIC VESICLE CYCLE http://t.co/80lpvvWjP7 (PDF) 2004年。
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
中継で使われてるのと同じような図 http://t.co/frUQP8Hsb0  Thomas C. Sudhof のレビューより。
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
http://t.co/8jQpP45RMG …タンパク質は細胞の中で作られます。もう少しくわしくいうと、粗面小胞体という膜構造体の表面で作られます(粗面小胞体の表面のつぶつぶがタンパク質合成の場となるリボソーム分子です)。
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
http://t.co/8jQpP45RMG …できあがったタンパク質は、その種類によって働く場所が違います。ホルモンのように細胞の外へ分泌されるものもあれば、細胞膜に埋め込まれているもの、細胞質を浮遊しているもの、細胞核の中で働くものもあり、さまざまです。
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
http://t.co/8jQpP45RMG …できあがったタンパク質が粗面小胞体から目的地まで、膜構造体の連係プレー(小胞輸送)で運ばれていることを明らかにしたのがこのお二人です。複数の方がこのテーマを挙げていました。
レイジ @sinwanohate
はじめてノーベル賞の発表聞いた。細胞内膜小胞の輸送の研究。 http://t.co/YkMYhHS2kF
レイジ @sinwanohate
細胞内の膜小胞輸送は、細胞生物学の基本中の基本。神経伝達物質の放出、ホルモン分泌、細胞膜へのタンパク質の配置や取り込み、細胞間接着などあらゆるところで大事。そして、組織の形成、脳・神経の働き、病気などいろいろ関わってくる。まだ賞を取ってなかったのか、というのが第一印象。
レイジ @sinwanohate
膜小胞輸送:細胞膜はタンパク質を通さない。だからインシュリンとか成長ホルモンなど細胞の外に出て働くタンパク質は、細胞の中で、脂質膜の小胞に袋づめにして、それを細胞膜まで運ぶ。どうやってパックするか。タンパク質はリボソームで作られる。細胞の中で働くタンパク質はそのまま作られるが、
レイジ @sinwanohate
続き)細胞の外に出るタンパク質は、その一部に自分は外に出るというシグナル配列があって、作られる途中でその部分が出てくると、リボソームごと膜小胞にドッキングする。小胞にはタンパク質を通す穴があって、そこを新しいタンパク質が通っていく。そうやって小胞にタンパク質がパックされる。
レイジ @sinwanohate
小胞にパックされたタンパク質等は細胞膜に運ばれて細胞外に放出される。シャボン玉が、シャボンの膜に融合して中身を外に放出する感じ。小胞側と細胞膜双方に特別なタンパク質がある。神経細胞の場合は、電気信号がカルシウムイオン流入を誘導して、神経伝達物質の放出がおこる。脳・神経機能の根幹。
レイジ @sinwanohate
シェックマンは、酵母を使い、遺伝子を細工して「ある条件でタンパク質を分泌するメカニズムが正常に働くと生存できない酵母」を作り出した。そして遺伝子にランダムに変異を導入して、その条件で生存できる変異体を多数みつけた。そうやってタンパク質分泌に必要な遺伝子を一網打尽に見つけ出した人。
レイジ @sinwanohate
分泌タンパク質が小胞内に注入される様子。リボソームが作りかけの分泌タンパク質をくっつけたまま小胞のドッキングサイトにくっつく。タンパク質合成が始まり、タンパク質が小胞に注入される。 http://t.co/FnZiLA7fDy
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オレンジのだるまみたいなのがタンパク質を作るリボソーム ↑
タンパク質は下の穴からニョロニョロ出てくるのだけど、分泌を指令する「シグナル配列」があると、SRPがシグナル配列に結合して、小胞上のドッキングサイト(TC)に連れて行く。新しいタンパク質はその穴を通って小胞内に注入される。
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このTCの主要コンポーネントであるSec61タンパク質は、シェックマンさんの重要な発見の一つ。
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因に、上のみーゆさんのTWに出てくる粗面小胞体とは、分泌タンパク質を大量に作るためにリボソームがびっしりくっついている小胞体のことです。
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レイジ @sinwanohate
SüdhofとRothmanは、小胞と膜が融合するときに働くスネアというタンパク質や、それに関連するタンパク質群を見つけた。神経伝達物質の小胞にあるカルシウムセンサータンパク質もみつけて、膜電位→カルシウム上昇→神経伝達物質放出という一連のプロセスの機序を分子レベルで解明した。
レイジ @sinwanohate
スネア・タンパク質の働き。小胞と細胞膜のスネアが絡み合って膜が融合する。 http://t.co/ibIxbmj0kA
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小胞と細胞膜から出ている紐状のものがスネア・タンパク質 ↑

まめ知識 細胞内膜構造の進化

動物細胞は、細胞内に膜構造が網の目のように張り巡らされている。原始的な細菌は細胞膜しかないけど、細胞膜の一部が内側に入り込んで複雑な構造なっていったのが、高等生物の膜構造。

上で述べたシグナル配列、膜上のドッキングサイトを使ったタンパク質の分泌機構は、細胞内膜構造のない細菌でも同じ。違いは、細菌の場合は直接外へ放出することだけ。

細胞がエネルギーを産生したり、栄養を外から取り込むためにもこの仕組みは必要で、生命にとってなくてはならないメカニズムなのです。

レイジ @sinwanohate
@hiruandon89 「小胞は内なる外」で思い出したのですが、生物の教科書にこんな図がありました。細菌には細胞内に膜構造がないけど、進化の過程で細胞膜が陥入して膜構造ができた。トポロジカルにはまさに「内なる外」ですね。 http://t.co/4PTmGhFNAm
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コメント

レイジ @sinwanohate 2013年10月8日
みーゆさん @miakiza20100906 のツイートを使わせていただきました。ご了承いただけたら幸いです。問題ありましたらご連絡ください。
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