げんけいしつ‐りゅうどう〔‐リウドウ〕【原形質流動】
原形質流動
原形質流動
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/11/30 05:40 UTC 版)
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原形質流動（げんけいしつりゅうどう）または細胞質流動（さいぼうしつりゅうどう）とは、生きている細胞の内部で、原形質が流れるように動く現象である。 狭義には植物細胞で見られるような細胞の外形が変わらない運動だけを意味するが、広義にはアメーバ運動のような細胞全体の運動も含む。
原形質流動は細胞内小器官に様々な生体分子を細胞内で輸送するための細胞運動である。 ATPをエネルギー源とし、細胞骨格を形成しているマイクロ（アクチン）フィラメントとモータータンパク質（ミオシンなど）との相互作用によって流動力が生じる。 これは動物の筋肉の収縮運動と発生機構的には極めてよく似ている。
原形質流動の様式
細胞の種類により様々な様式が見られる。
- 周回型 :液胞の発達した植物細胞で典型的に見られる流動で、細胞質は、細胞膜と液胞膜に挟まれた領域を一方向に周回する。シャジクモ節間細胞では、その流速は毎秒80マイクロメートルほどである。 オオカナダモなどでよく見られる。
- 循環型 :液胞内を原形質が、細い糸のように貫いて循環する。ムラサキツユクサやタマネギなどで見られる。
- 往復型 :粘菌変形体などで見られる、周期的にその方向が変わる流動。2〜3分の周期で往復し、一方向への最高流速は毎秒約1ミリメートルにも達する。
研究の歴史
1772年、イタリアのボナヴェントゥラ・コルティ (Bonaventura Corti) が、顕微鏡を使った観察で、シャジクモの細胞内容が循環運動していることを論文で発表したが、あまり注目されなかった。 1807年、ドイツの植物学者ルドルフ・トレヴィラーヌス (Ludolph Christian Treviranus) がこの現象を再発見したが、細胞内の熱の不等分布による、対流のような現象と考えた。
この現象の発生機構が明らかになってきたのは、20世紀中頃に入ってからで、神谷宣郎らのシャジクモや粘菌を用いた研究によるものである。 神谷らは1956年、原形質流動は原形質のゾル＝ゲル界面での能動的な「すべり」によって発生する、とする滑り説を提唱した。
流動力はアクチンとミオシンの相互作用によるものと仮定されていたが、1974年にシャジクモ類からアクチンフィラメントが、1994年には車軸藻からミオシンが同定され、その機構が立証された。
関連項目
原形質流動
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/01/05 16:29 UTC 版)
変形体を構成する管を顕微鏡下で観察すると、その内部が非常に活発に流れているのが観察できる。いわゆる原形質流動であるが、他の多くの生物に見られる原形質流動に比べ、格段に流れが速い。その流速は秒速で1mmを越えるという。普通の植物細胞では0.05mm程度、特に速いシャジクモでも0.1mmである。顕微鏡下で見られるそれは、原形質流動というより、多細胞動物の血液の流れを見ているような気になる。 また、変形体の原形質流動の特徴として、周期的に流れの方向が変わる現象が見られる。ある瞬間に一方に流れているものは、観察を続けると、次第にゆるやかになって止まってしまい、その後、これまでとは逆の方向に流れ始める。一方向の流れは、約30秒から1分位ずつ続く。 変形体は朽ち木などの内部に潜り込んでいることも、表面に広がっていることもある。朽木や土壌の内部に潜り込んでいるときには、変形対の全体は立体的な網目状構造をとる。 変形体に対して迷路学習の様な実験が行なわれた例もある。人工的に迷路を作り、その中の2箇所に餌を置くと、変形体は迷路の中の2箇所の餌場を結ぶ最短距離を結ぶ原形質のひも状の形態をとる。この実験は変形体が複雑な隙間構造の中で食物を得る最適形態を作り出す機能を示していると考えられ、そのために変形体がいかなる情報処理を行っているか、研究が行われた。
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