オートファジーの仕組みを解説!【細胞のリサイクル】
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こんにちは、Yuzuruです。
今回も前回に引き続き、『オートファジー』についてです。
前回はオートファジーのはたらきや役割についてでしたが、今回は、
オートファジーの仕組み、細胞の中で「具体的にどうやってオートファジーが行われているのか?」についてです!(ちょっと理科の授業みたいです)
軽く前回のおさらい↓
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・オートファジーは細胞内にある不要な物質を分解して、リサイクルする仕組み
・2016年にその大隅良典栄誉教授がオートファジーの研究でノーベル生理学・医学賞を受賞
・オートファジーは飢餓状態の時に特に活性化する
(詳しくはこちらをどうぞ!)
目次↓↓↓
細胞の中にいる色々の紹介
オートファジーの仕組みの前に、まず今回登場する細胞の中の色々を説明したいと思います。ここを分かってからの方がオートファジーが理解しやすいと思いますので_φ( ̄ー ̄ )
タンパク質
ヒトの体の60%くらいは水ですが、15〜20%はタンパク質でできています。(細胞の中も20%弱がタンパク質です◎)
タンパク質によって筋肉や臓器、肌、髪、爪、体内のホルモンや酵素、免疫物質などが作られたり、栄養素が運搬されたりと、生きるための色んな活動が行われています。
このタンパク質というものは、20種類のアミノ酸が、いろいろな順番で繋がった物質です。
そしてこのアミノ酸の並び方でタンパク質の役割が決まるそうです!
ではアミノ酸とは何なんでしょうか。
アミノ酸
アミノ酸は生命の源だと言われている物質です。
自然界には500種類ものアミノ酸が発見されていますが、私たちのカラダのタンパク質を構成しているのは、わずか20種類です。
グルタミン酸やロイシン、トリプトファン等・・何となくどこかで聞いた方もいると思います(^^)
私たちが肉や魚、穀物などを食べると、そのタンパク質は20種類のアミノ酸に分解され、私たちのカラダの中で再び、必要なタンパク質に組み換えられます。
その際、9種類は体内で合成できず、食事から摂取することが不可欠なアミノ酸があったりします。
体内で合成できないものを『必須アミノ酸』、合成できるものを『非必須アミノ酸』と呼んだりするのですが、詳しくはまた別の機会に記事にしようと思います!(アミノ酸も奥が深いですねー(°▽°))
ミトコンドリア
小学生時代、理科で勉強した気がするミトコンドリア!
全く忘れていましたが、ミトコンドリアは、細胞小器官の一つです。
細胞小器官というのは...
- ・真核生物の細胞内には膜に包まれた細胞核の他に、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、葉緑体など様々な細胞小器官(オルガネラ)が存在する。これら細胞小器官はそれぞれ独自の機能を持つ、たんぱく質の合成や代謝などを果たしている。
とのことです!(^◇^;)
(真核(しんかく)生物は動物や植物、菌類など、細胞核を持っている生物のことです。)
細胞小器官とは、『細胞の中で、独自の機能をもつ器官』です◎
その中でミトコンドリアは、
- ・ヒトが動いたり、考えたり、活動するためにはエネルギーが必要です。そのエネルギーをつくっているのが、「ミトコンドリア」と呼ばれる細胞内小器官です。
酸素を使ってエネルギーを作ってくれる必須な器官なのですね◎
リソソーム
普通に暮らしていたらまず聞かないであろう物質の名前だと思います笑。
リソソームも細胞小器官の一つで、『消化分解作用を持つ器官』です。
オートファジーにおいて、このリソソームが重要なはたらきをしているのです。
それでは、登場人物(登場器官)を紹介したところで、どうやってオートファジーが行われているのか見ていきましょう!
オートファジーの仕組み
オートファジーの流れはこうです。
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1.隔離膜という膜が出現する
2.膜が細胞小器官ごと不要なものを包んでいく
3.完全に包み込み、オートファゴソームという球体のようなものになる
4.オートファゴソームがリソソームとくっついて、融合する
5.リソソームの分解作用によって不要なものがアミノ酸などに分解される
6.分解されたアミノ酸が、また新しいタンパク質に再利用される
言葉だけでは全く分からないですね..(~_~;)
下の図を見ていただければわかりやすいと思います。
(引用:natureダイジェスト)
まず最初に、二重の膜ようなものが現れます。それが大きく伸びていき、ミトコンドリアなどの細胞小器官や、古くなったタンパク質を包み込んでいきます。完全に包み込み、丸い球状になったものを『オートファゴソーム』と呼びます。
次に、オートファゴソームがリソソームまで運ばれ、二つが融合します。リソソームの中にはたくさんの消化分解酵素が入っているので、融合することでオートファゴソームの中のものをどんどん消化分解していきます。(オートファゴソームとリソソームが合体して、一つになった球体を『オートリソソーム』と呼びます)
そして分解されたアミノ酸が球体から出ていき、細胞内の工場のような場所で、また新しいタンパク質に合成されます。
このようにして細胞の中がリサイクルされていくのです。これがオートファジーの仕組みです。
オートファゴソームとか人生で初めて聞きましたし、興味を持たないと知ることのない知識ですね(^◇^;)
オートファジーの今後
研究が加速してオートファジーのメカニズムはだいぶ解明されてきましたが、まだまだ課題や謎が多いようです。
それでも、オートファジーを利用して治療をする研究も行われたりと、かなり期待されている分野であることも分かります。
オートファジーが解明されて、人類のためになる進展があることを願います!(°▽°)
まとめ
ということで、長々とありがとうございました!
今回はなかなかマニアックでした、分かりにくかったら申し訳ありません(ToT)
人間にはまだまだ自分たちが知らない色んな機能があるはずです。今後も「ニンゲン」に焦点を当てて深掘っていきたいと思います!
すべては一度しかない人生を豊かに、充実したものにするために。。
それでは、また次回!
今日も素敵な日になりますように☆
Have a nice day♪
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