細胞生物学（‘０３）

HOME 2004/11/08 1665510.doc 科目名細胞生物学(03) 1/3 ＝細胞生物学（‘０３）＝（TV）〔主任講師：永田和宏（京都大学教授）〕〔主任講師：森正敬（熊本大学教授）〕〔主任講師：河野憲二（奈良先端科学技術大学院大学教授）〕全体のねらい生命の基本単位である細胞は、それ自体ひとつのミクロコスモスである。おどろくべき巧妙な仕組みで、生命維持に必要なすべての装置を備えている。細胞の内部のさまざまの装置と、それらがいかに連絡しながら細胞社会を形成し、一個の個体を作っているか。また、細胞は分裂し、移動し、分化し、さらにがん化したり、細胞死さえプログラムされている。そのようなダイナミックな細胞の世界を分子のレベルで覗いてみよう。回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

1 細胞とは何か: 細胞には大きくわけて、原核細胞、真核細胞の区別がある。また、我々人間には、200 種類以上の細胞がそれぞれの組織や器官を形作っている。植物にはまた植物特有の細胞が存在する。それら細胞はどのように進化してきたのか。主として、細胞の種類と構造、そして進化について講義する。永田和宏（京都大学教授）永田和宏（京都大学教授）

2 細胞内部の構築: 真核細胞の内部にはオルガネラと呼ばれる細胞小器官が発達し、それぞれ役割分担が決まっている。それらはどのようにして作られたと考えられているか、また個々のオルガネラの働きは何か。どの装置が欠けても細胞は生きていけないが、お互いにどのように助け合いながら、細胞としての生命を維持しているかについて講義する。森正敬（熊本大学教授）森正敬（熊本大学教授）

3 細胞で働く分子たち: 細胞内では、高分子から低分子までさまざまな分子がそれぞれの役割を果たしている。核酸、脂質、炭水化物、ATP などの低分子、種々の金属イオン、アミノ酸やタンパク質など、個々の分子の構造と細胞内での役割について講義する。同上同上

4 タンパク質の合成: 生命活動の基本はタンパク質である。遺伝子に組み込まれたタンパク質の情報が、いかに読み出されてタンパク質が作られるのか。DNA⇒（転写）⇒RNA⇒（翻訳）⇒ポリペプチドという、タンパク質の誕生までの過程を、細胞という場の中でリアルに体験できるよう講義をする。永田和宏永田和宏

5 タンパク質の機能と品質管理: タンパク質は、遺伝情報に従って、ポリペプチドに翻訳されただけでは機能を持つことができない。ポリペプチドは、正しく折り畳まれて正しい構造をとる、そして正しい場に運ばれて初めて、本来の機能を発揮する。細胞は、もしタンパク質が正しい構造をとりえなかった場合に、それらを処分したり、再生するような品質管理の機構を備えていることが明らかになってきた。同上同上

6 膜の構造と膜透過: 細胞は膜によって囲われることによって、一個の生命を維持しているが、細胞内部においても、さまざまのオルガネラは、互いに膜によって区画されている。タンパク質をはじめとする種々の物質は、膜を通っていろいろのオルガネラに運ばれる。膜の構造、またダイナミックな膜の動きなどを学ぶ。森正敬森正敬 2004/11/08 1665510.doc 科目名細胞生物学(03) 2/3 回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

7 タンパク質の細胞内輸送と局在: タンパク質は作られた場から、それが機能する場へと輸送されなければならない。輸送には荷物の運搬と同じく、タンパク質にタグが付けられて輸送先が指定される。また、どこかのオルガネラにとどめるためにも、専用のタグが付けられてとどまる場所を指定される。このようなタンパク質の輸送と、輸送に働いているメカニズムを考える。河野憲二（奈良先端科学技術大学院大学教授）河野憲二（奈良先端科学技術大学院大学教授）

8 エネルギー変換とミトコンドリア: 真核細胞においてエネルギーの供給は、ミトコンドリアにおいてなされる。ミトコンドリアのエネルギー供給に関する役割と、エネルギー物質であるATP が作られるまでの反応をわかりやすく解説する。また、ミトコンドリアDNA の構造とはたらきについて学ぶ。森正敬森正敬

9 細胞骨格: 細胞内には複雑な繊維状骨格のネットワークが張りめぐらされている。これを細胞骨格と呼ぶ。細胞には３種類の太さの異なる繊維があり、微細繊維、中間径繊維、微小管と呼ばれている。これらは細胞の形を維持するだけでなく、細胞同士の接着や、細胞の移動や貪食、また、筋肉細胞においては筋収縮などを行っている。永田和宏永田和宏

10 細胞のシグナル伝達: 細胞は、増殖、分化、がん化、細胞死などを誘導するさまざまのシグナルを受けとり、それに応答する。シグナルは、何段階ものカスケードを経て、最終的には遺伝子の発現を制御する。これらのシグナル伝達においては、分子のリン酸化が大きな役割を果たしている。このシグナル伝達のプロセスについて講義する。河野憲二河野憲二

11 細胞周期: 生体中の細胞には、絶えず分裂を繰り返している細胞と、分裂は行わず休止している細胞がある。分裂細胞では、DNA 合成と細胞分裂が繰り返され、その周期は厳密に調節されている。細胞周期の調節機構には、それに関わる分子のリン酸化や分解がきわめて巧妙に制御されているが、その調節機構について勉強する。同上同上

12 細胞分裂: 細胞分裂は、染色体の凝縮から、その分配、そして二つの娘細胞へわかれるという過程を経てなされるが、染色体の分配には、微小管が、細胞分裂にはアクチンを主成分とする微細繊維がそれぞれ主役を演じている。それら細胞骨格タンパク質の機能を制御する機構が明らかになってきた。同上同上

13 細胞間のコミュニケーション: 細胞は生体の中で、一個だけが孤立して存在しているのではない。細胞同士は互いに接着し、また細胞外マトリクスと呼ばれる微小環境と接している。これら細胞接着、細胞外マトリクスとの相互作用によって、互いに情報のやり取りをしている。細胞接着の方法と、その情報交換の機構について解説する。高橋淑子（奈良先端科学技術大学院大学助教授・理化学研究所チームリーダー）高橋淑子（奈良先端科学技術大学院大学助教授・理化学研究所チームリーダー） 2004/11/08 1665510.doc 科目名細胞生物学(03) 3/3 回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

14 発生と分化: 生体中のすべての細胞は、一個の受精卵から発生してきたものである。最初は、一個の細胞であったものが、分裂と分化を繰り返しながら、次第に性質を異にしたさまざまの細胞を作り、組織、そして器官を形成する。時間的・空間的に厳密にプログラムされた、発生・分化という複雑な現象のアウトラインを解説する。高橋淑子高橋淑子

15 がんと細胞死: 細胞の増殖・分化の制御機構に乱れが生じ、細胞が異常な分裂を示すようになったものががんである。いっぽう、細胞はその役割を終えたとき、またある種の刺激が加わったとき、自らを殺す機構をも持っている。あるいは、発生の途中で不要になった細胞は死ぬようにあらかじめプログラムされ、アポトーシスと呼ばれる。がんと細胞死という細胞の生死に関わるふたつの側面について講義する。永田和宏森正敬永田和宏森正敬