液胞
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電子顕微鏡で観察したときのみ、動物細胞内にもみられる。主な役割として、ブドウ糖のような代謝産物の貯蔵、無機塩類のようなイオンを用いた浸透圧の調節・リゾチームを初めとした分解酵素による不用物の細胞内消化、不用物の貯蔵がある。ちなみに、不用物の貯蔵についてであるが、秋頃の紅葉が赤や黄色をしているのは、液胞内に色素が不用物として詰め込まれているからである。
液胞は、細胞内にある液胞膜と呼ばれる膜につつまれた構造であり、その内容物を細胞液と呼ぶ。若い細胞では小さいが、細胞の成長につれて次第に大きくなる。これは、成長する過程で排出された老廃物をため込むためである。良く育った細胞では、多くの場合、細胞の中央の大きな部分を液胞が占める。植物細胞を見ると、往々にして葉緑体が細胞の表面に張り付いたように並んでいるのは、内部を液胞が占めているためでもある。蜜柑などの酸味や花の色は、この液胞中にある色素（アントシアンなど）に由来している。
概説
液胞の機能と重要性はそれらが存在する細胞種によって大きく変わり、動物や細菌の細胞よりも、植物や菌類、ある種の原生生物の細胞において顕著である。一般的に、液胞の機能には次のようなものが含まれる。
- 細胞に有害または脅威となる物質の隔離
- 不要物の保管
- 植物細胞において水分の保持
- 内部の静水圧または細胞の膨圧の維持
- 内部のpHを酸性に維持
- 低分子の保管
- 不要物の細胞からの排出
- 植物において、葉や花のような構造の中央液胞 (central vacuole) による支持
- 細胞のサイズを大きくし、出芽する植物や器官 (葉など) が水だけを用いた迅速な成長を可能にする[1]
- 種子中において、出芽に必要なタンパク質は プロテインボディ (protein body) という特殊な液胞に保管されている[2]
液胞はオートファジーにおいても主要な役割を果たし、多くの物質や細胞内構造体の生合成と分解の平衡を維持している。また、細胞内に蓄積し始めた、誤って折り畳まれたタンパク質の分解とリサイクルを手助けしている。Thomas Boller[3]らは、液胞は侵入した細菌の破壊に参加していると提唱しており、Robert B. Mellorは、組織特異的な形態の液胞が共生細菌の「収容」に関与していると提唱している。原生生物では、液胞は、生物が吸収した食物を保管し、消化と不要物管理のプロセスを補助するという、別の機能も持っている (プラスモジウム属 Plasmodium の食胞など)[4]。
液胞はおそらく緑色植物亜界の中で複数回独立して進化したと考えられる[5]。
発見
収縮胞 (contractile vacuole) の「星形」構造は、1776年にラザロ・スパランツァーニによって原生生物で初めて観察されたが、誤って呼吸器官とされた[6]。1841年にフェリックス・デュジャルダンは、この星型構造を vacuole と名付けた[7]。1842年、マティアス・ヤーコプ・シュライデンは植物細胞において、細胞液 (cell sap) を含む構造を残りの原形質から区別するために、この用語を適用した[8][9]。1885年、ユーゴー・ド・フリースは液胞の膜 (液胞膜) を tonoplast と名付けた[10]。
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