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| 生物学 |
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細胞生物学、細胞生物学、または細胞学は、細胞の構造、機能、および挙動を研究する生物学の一分野です。[ 1 ] [ 2 ]すべての生物は細胞で構成されています。細胞は生命の基本単位であり、生物の生存と機能に関与しています。[ 3 ]細胞生物学は原核細胞と真核細胞の両方を包含し、細胞代謝、細胞間コミュニケーション、細胞周期、生化学、細胞構成などの研究分野を含みます。
細胞の研究は、顕微鏡技術、細胞培養、細胞分画を用いて行われます。これらは細胞の機能に関する研究に用いられ、最終的にはより大きな生物への洞察をもたらします。細胞の構成要素と細胞の働きを理解することは、あらゆる生物学の基礎であり、がんやその他の疾患といった生物医学分野の研究に不可欠です。細胞生物学の研究は、遺伝学、分子遺伝学、分子生物学、医療微生物学、免疫学、細胞化学といった他の分野と相互に関連しています。
歴史
細胞は17世紀ヨーロッパで複合顕微鏡の発明によって初めて観察されました。1665年、ロバート・フックはコルク片を観察したところ修道院の細胞を思わせる構造が見られ、すべての生物の構成要素を「細胞」と呼びました（『ミクログラフィア』誌に掲載） 。[ 4 ] [ 5 ]しかし、その細胞は死んでいました。細胞の実際の全体的な構成要素は何も示されていませんでした。数年後の1674年、アントン・ファン・レーウェンフックは藻類の調査で初めて生きた細胞を分析しました。それから何年も経った1831年、ロバート・ブラウンは核を発見しました。これらすべては、すべての生物は細胞で構成され、細胞が生物の機能的および構造的単位であるとする細胞説に先立つものでした。これは最終的に、1838年に植物学者マティアス・シュライデン[ 5 ]と動物学者テオドール・シュワンによって結論付けられました。彼らはそれぞれ植物組織と動物組織内の生きた細胞を観察しました。 [ 3 ] 19年後、ルドルフ・フィルヒョウは細胞理論にさらに貢献し、すべての細胞は既存の細胞の分裂から生じると付け加えました。[ 3 ]ウイルスは細胞生物学では考慮されていません。ウイルスには生きた細胞の特徴がなく、代わりにウイルス学の微生物学のサブクラスで研究されています。[ 6 ]
テクニック
細胞生物学研究は、生体外で細胞を培養・操作する様々な方法を探求し、人体の解剖学や生理学の研究を深め、医薬品の開発に役立てています。細胞を研究する技術は進化を遂げてきました。顕微鏡技術の進歩により、科学者は細胞の構造と機能をより深く理解できるようになりました。細胞生物学の研究に一般的に用いられる多くの技術を以下に示します。[ 7 ]
- 細胞培養：培地上で急速に増殖する細胞を利用することで、特定の細胞種を大量に培養し、効率的な細胞研究を可能にします。[ 8 ]細胞培養は細胞生物学および分子生物学において主要なツールの一つであり、細胞の正常な生理機能や生化学（例：代謝研究、老化）、薬剤や毒性化合物の細胞への影響、突然変異誘発や発がん性などの研究に優れたモデル系を提供します。また、薬剤のスクリーニングや開発、そして生物学的化合物（例：ワクチン、治療用タンパク質）の大規模製造にも用いられています。
- 蛍光顕微鏡法： GFPなどの蛍光マーカーを用いて細胞の特定の成分を標識する。その後、特定の波長の光を用いて蛍光マーカーを励起し、可視化する。[ 8 ]
- 位相差顕微鏡：光の光学的側面を利用して、固体、液体、気体の相変化を明るさの差として表す。[ 8 ]
- 共焦点顕微鏡：蛍光顕微鏡とイメージングを組み合わせ、光を集束させて瞬間を撮影し、3D画像を形成する。[ 8 ]
- 透過型電子顕微鏡法：金属染色と細胞を通過する電子の挙動を観察する。電子は金属と相互作用することで偏向し、最終的に研究対象成分の画像を形成する。[ 8 ]
- サイトメトリー：細胞を装置にセットし、ビームを用いて様々な角度から細胞を散乱させ、サイズと含有量に基づいて分離します。細胞はGFP蛍光標識されている場合もあり、同様に分離可能です。[ 9 ]
- 細胞分画：このプロセスでは、高温または超音波処理を用いて細胞を分解し、その後遠心分離して細胞の各部分を分離し、個別に研究できるようにします。[ 8 ]
病理学
細胞レベルで病気を研究し診断する科学分野は細胞病理学と呼ばれています。細胞病理学は、組織全体を研究する組織病理学の病理学分野とは対照的に、一般的に遊離細胞または組織片のサンプルに使用されます。細胞病理学は、体のさまざまな部位に関係する病気の調査によく使用され、癌の診断に役立てられることが多いですが、一部の感染症やその他の炎症性疾患の診断にも役立ちます。例えば、細胞病理学の一般的な応用はパップスメアであり、これは子宮頸癌や、子宮頸癌につながる可能性のある前癌性の子宮頸部病変を検出するために使用されるスクリーニング検査です。[ 10 ]
細胞生物学者
17世紀
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19世紀
モダンな
.jpg/1280px-Nobel_Laureates_1042_(30647248184).jpg)
- ピーター・アグレ
- ギュンター・ブロベル
- ジェフリー・M・クーパー
- クリスチャン・ド・デューヴ
- H.ロバート・ホルヴィッツ
- マーク・キルシュナー
- アイラ・メルマン
- マルタ・ミャンチンスカ[ 11 ]
- ケネス・R・ミラー
- ピーター・D・ミッチェル
- ポール・ナース
- 大隅良典
- ジョージ・エミール・パラデ
- キース・R・ポーター
- レイ・ラパポート
- マイケル・スワン
- ロジャー・ツィエン
- エドマンド・ビーチャー・ウィルソン
参照
参考文献
- ^アルバーツ, ブルース; ジョンソン, アレクサンダー・D.; モーガン, デイビッド; ラフ, マーティン; ロバーツ, キース; ウォルター, ピーター (2015). 「細胞とゲノム」.細胞の分子生物学(第6版). ニューヨーク: ガーランド・サイエンス. pp. 1– 42. ISBN 978-0815344322。
- ^ Bisceglia, Nick. 「細胞生物学」 . Scitable . www.nature.com.
- ^ a b c Gupta, P. (2005年12月1日).細胞と分子生物学. Rastogi Publications. p. 11. ISBN 978-8171338177。
- ^フック、ロバート（1665年9月）。ミクログラフィア。
- ^ a bギルバート・チャールズ・チャブ (1911). ヒュー・チザム編.ブリタニカ百科事典第7巻（第11版）. ケンブリッジ大学出版局. p. 710.
- ^パエズ＝エスピノ D、エロエ＝ファドロシュ EA、パブロプロス GA、トーマス AD、フンテマン M、ミハイロワ N、ルービン E、イワノバ NN、キルピデス NC (2016 年 8 月)。「地球のバイロームを解明する」。自然。536 (7617): 425–30 . Bibcode : 2016Natur.536..425P。土井：10.1038/nature19094。PMID 27533034。S2CID 4466854。
- ^ Lavanya, P. (2005年12月1日).細胞と分子生物学. Rastogi Publications. p. 11. ISBN 978-8171338177。
- ^ a b c d e fクーパー、ジェフリー・M. (2000). 「細胞生物学のツール」 .細胞：分子的アプローチ. 第2版.
- ^ McKinnon, Katherine M. (2018年2月21日). 「フローサイトメトリー：概要」 . Current Protocols in Immunology . 120 (1): 5.1.1–5.1.11. doi : 10.1002/cpim.40 . ISSN 1934-3671 . PMC 5939936. PMID 29512141 .
- ^ 「病理学とは何か？」 News-Medical.net 、 2010年5月13日。 2021年9月21日閲覧。
- ^ 「研究- IIMCB」www.iimcb.gov.pl。
注記
この記事には、Science Primer . NCBI .のパブリックドメイン資料が含まれています。2009年12月8日時点のオリジナル記事からアーカイブ。
外部リンク
