テーマ 38個体発生は細胞増殖と細胞死の調和で進行します

線虫の細胞死と生存のための遺伝子で実験してみましょう。

こんにちは！ C. elegansのプログラム細胞死は、細胞死を促進するced-3と、細胞の生存を促進するced-9との相互作用を通じてコントロールされています。 第３の遺伝子ced-4もその役割が分かっています。 これはこれらの遺伝子がどのようにして一緒に働くのかのモデルのひとつで、CED-9はCED-4が結合する受容体だというモデルです。 [執行猶予] 細胞がこれから死ぬという時、もうひとつ別のタンパク質がCED-9とCED-4の相互作用を妨害します。 これがCED-4を遊離させ、遊離したCED-4は二量体化、つまり別のCED-4と結合します。 このCED-4複合体がこんどは複数（二つ）のCED-3タンパク質に結合します。 CED-3タンパク質どうしを一緒にすることでCED-3は活性化します。 CED-3はCED-9に結合し、CED-9を分解します。CED-3によって活性化されたまた別のタンパク質が細胞を攻撃して殺します。 [他のプロテアーゼの活性化] CED-3はプロテアーゼで、CED-9に結合して細胞内でCED-9を分解します。機能するCED-3やCED-9がない変異株では何が起こるでしょうか？ 二重変異株は野生株と同じ細胞数になる。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 二重変異株はCED-3が無いので細胞死は起こりません。 （正解です。） CED-3またはCED-9が無いと細胞死がランダムに起こる。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 二重変異株は野生株より多くの細胞死が起こる。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 順に再生。 機能するCED-3タンパク質が無ければ、細胞死は起こりません。そのような変異株は、機能欠損変異株として知られています。CED-9があろうが無かろうが二重変異株の表現型には影響しません。 機能するCED-3、CED-4、CED-9のいずれもが無い変異株ではどうなると思いますか？ 三重変異株では、野生株と同じ細胞数になる。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 三重変異株はCED-3が無いので、細胞死は起こらない。 （正解） CED-3、CED-4、CED-9が無いとランダムな細胞死が起こる。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 三重変異株では、野生株よりも多くの細胞死がある。 （いいえ、機能するCED-3が無いので細胞死は起こりません。） 三重変異株でもCED-3の機能が無いので細胞死は起こりません。CED-9やCED-4があろうが無かろうが三重変異株の表現型には影響しません。 ced-9の変異株で機能獲得型として知られたものでは細胞死が見られません。これはどう説明したらいいのでしょうか。 CED-3が機能を持たない。 （いいえ、この変異株ではCED-9だけが影響を受けます。） CED-9がCED-4に強固に結合してCED-4を離さない。 （正解） CED-9を受容体として輸送できない。 （いいえ、CED-9が受容体として輸送されなくても、遊離のCED-4がCED-3を活性化します。） 上記のいずれでもない。 （いいえ、正解はあります。） もし、ced-9に細胞死が起こらなくなるような変異が生じたとしたら、ひとつの可能性としてCED-9タンパク質の結合部位が変化したことが挙げられます。この場合、CED-9がCED-4に強く結合し、CED-4を離さなくなります。そうするとCED-3は細胞死を誘導するような活性化はされないでしょう。 機能獲得型のCED-9変異に加えてCED-3の機能獲得型変異が生じた二重変異株は細胞死が起きます。何が起こったと思いますか？ CED-9がCED-4に結合できない。 （いいえ、もしそうなら、細胞死を起こすように CED-3を変異させる必要はありません。） CED-3がCED-4二量体に結合できない。 （いいえ、もしそうなら、CED-3は活性化されません。） CED-3がCED-4二量体の結合なしに活性化される。 （正解） CED-3がCED-4を分解している。 （いいえ、CED-3の活性化にはCED-4が必要です。） CED-3は細胞死を起こすために活性化されます。CED-4が働かない変異株では、CED-3は別の方法で活性化されるはずです。 哺乳類細胞は細胞死遺伝子を持っています。ヒトではced-3とced-9はそれぞれcaspase-9とbcl-2が最もよく似たものです。ced-4はapaf-1が最もよく似ています。 どの場合に細胞死を停止し、がん細胞的増殖を引き起こしそうですか？ 機能しないCASPASE-9。 （はい、これは細胞死を停止することができます。） BCL-2が過剰に発現される。 （はい、これは細胞死を停止することができます。） APAF-1が二量体になれない。 （はい、これは細胞死を停止することができます。） 上記全ての場合。 （正解です。） プログラム細胞死はこれらの遺伝子全ての相互作用に依存しています。メカニズムは似通っていますが、哺乳類のシステムにはより多くの細胞死遺伝子があるので、より複雑な調節機構が存在します。