細胞内に
「未知の雪だるま」を発見？
細胞の中には、
ミトコンドリア（エネルギーの発電所）や
リソソーム（分解工場）など、
さまざまな「細胞小器官」と
呼ばれる装置が存在しています。
どれもそれぞれの役割を持ち、
生命活動を支えています。
今回の発見は、
そんな「おなじみの装置」たちの間に、
もう一つ、
家さえ知らなかった小器官がひっそりと
存在していたという話です。
研究チームは、
細胞の超詳細な構造を撮影できる
「クライオ電子トモグラフィー（cryo-ET）」
という特殊な技術を使って、
ヒト由来の細胞を凍結状態で観察していました。
すると、
ある特徴的な形をした構造が、
頻繁に画像に現れてくるのに気づいたのです。
それが「ヘミフュソーム」でした。
実際の画像がこちら。
小さな小胞（袋のような構造）が、
大きな小胞にくっつくように並び、
その接合部には「半融合（ヘミフュージョン）」と
呼ばれる特殊な膜の境界ができていました。
その見た目は、
雪だるまがマフラーを巻いているような、
丸が2つくっついた形。
しかも、
この状態が一時的なものではなく、
意外にも安定して長く存在している
ことがわかりました。
さらに興味深いのは、
小さい小胞の中が
「空っぽに見える」ことです。
他の細胞小器官は中に
粒状の物質などを含んでいるのに、
ヘミフュソームの小さい方は、
なめらかで透明な
“水っぽい空間”のように見えるのです。
さて、どんな仕事をしているのでしょうか？
細胞の中の「リサイクル拠点」か？
ヘミフュソームのもう一つの特徴は、
その接合部に「ナノサイズの粒子」が
くっついていることです。
この粒子は直径約42ナノメートル
（1ナノメートル＝100万分の1ミリ）で、
タンパク質と脂質が混ざった
「プロテオリピッド・ナノドロップレット（PND）」
と名付けられました。
このPNDは、
まるで小胞形成の“起爆剤”のような
役割を果たしていると考えられています。
細胞内で自由に漂っていたPNDが、
ある場所にとどまり、
そこに小さな袋を生み出し、
ヘミフュソームの形成を促している
可能性があるのです。
つまり、
ヘミフュソームとは
「PNDがきっかけとなって生まれた、
小さな袋が大きな袋に
くっついた状態」とも言えるでしょう。
では、
この構造は何のためにあるのでしょうか？
チームは、
ヘミフュソームが細胞の中で
「不要なものを集めて捨てるための
新しいリサイクル拠点ではないか」
と考えています。
実際、
この構造は従来の分解ルートである
「エンドサイトーシス
（細胞が外から物を取り込む仕組み）」には
関与していないことが、
金ナノ粒子を用いた実験から明らかになりました。
研究者たちによれば、
この小さな細胞小器官は、
細胞が自らの内部で重要な物質を仕分け、
再利用し、
廃棄するための重要な役割を
担っていると考えられています。
この新発見によって、
こうした基本的な細胞の「お掃除」機能が
障害される遺伝性疾患の仕組みを、
科学者たちがよりよく理解できるようになる
可能性があります。
「これは、細胞の中に新しいリサイクルセンターを
発見したようなものです」と語るのは、
バージニア大学の分子生理学・
生物物理学部門のセハム・エブラヒム博士です。
「ヘミフュソームは、
細胞が物質をどう梱包し、
処理するかを管理する役割を果たしていると
考えられます。
これがうまく機能しなくなると、
全身のさまざまな器官に影響を与える
病気につながるかもしれません」
そのような疾患の一つが、
ヘルマンスキー・パドラック症候群です。
これはアルビノ（白皮症）や視覚障害、
肺疾患、血液凝固異常などを引き起こす
稀な遺伝性疾患で、
細胞が内部の物質を適切に
扱えないことが原因とされています。
まだヘミフュソームの機能は
解明を進めているところであり、
どのように医療に役立つかはわかりません。
それでも今回の発見は、
ただ新しい小器官が見つかった
というだけではありません。
クライオ電子トモグラフィーという
革新的な技術によって、
これまで見過ごされていた構造
細胞の中の“小宇宙”が、
初めて明らかになったのです。
研究者たちは今後、
ヘミフュソームがどのように作られ、
何をしているのか、
どんな病気と関係しているのかを
より詳しく明らかにしようとしています。
この“マフラーを巻いた雪だるま”が、
細胞の中で何をしているのか。
まだ全貌はつかめていませんが、
私たちの体の中には、
まだまだ知られざる「ミクロの世界」が
広がっているのだと、
改めて感じさせてくれる発見です。
＜参考： ＞
