小胞（ベシクル）：細胞内の膜で囲まれた小さな区画

構造と形成

小胞は、細胞膜と組成が似た脂質二重層によって囲まれている。この二重層はリン脂質などの両親媒性分子と、それに結合したタンパク質から形成される。この膜は可溶性の積荷を保持するとともに、ほかの膜との相互作用を制御する。小胞の生合成では一般に、既存の膜からの出芽、芽の切断による放出、標的への移動が起こる。これらの過程は、被覆タンパク質、アダプター複合体、細胞骨格モーターによって駆動される。小胞膜には、その小胞の性質や行き先を決める特異的なタンパク質と脂質が含まれることが多い。構成分子の化学については、脂質および膜の資料を参照。

主な種類と機能

• 輸送小胞：小胞体、ゴルジ体、その他の区画の間でタンパク質や脂質を運搬する。
• 分泌小胞：ホルモン、酵素、その他の分泌分子を細胞膜へ運び、放出させる。
• エンドサイトーシス小胞：エンドサイトーシスに続いて、細胞外物質や膜タンパク質を細胞内へ取り込む。
• シナプス小胞：神経細胞に特化し、シナプスにおける迅速な神経伝達物質の放出を担う。
• オートファジー小胞およびリソソーム小胞：細胞成分の分解と再利用に関与する。

機構と分子装置

小胞輸送は、保存性の高いタンパク質ファミリーによって制御される。クラスリン、COPI、COPIIなどの被覆タンパク質は出芽する小胞の形をつくり、小型GTPアーゼ（たとえばRabタンパク質）は標的への誘導を行う。また、SNAREタンパク質は小胞膜と標的膜を近づけることで膜融合を仲介する。膜の切断のような力学的な事象には、ダイナミンなどのタンパク質が関与することがある。融合と分裂は厳密に調節され、積荷が適切な時期に特異的な場所へ届けられるようになっている。

生理学的な重要性と例

小胞は多くの生物学的過程の中心をなす。神経細胞は情報伝達のためにシナプス小胞に依存し、内分泌細胞は分泌小胞を用いてホルモンを放出する。免疫細胞は小胞経路を利用して抗原を提示し、細胞はエンドサイトーシス小胞を用いて栄養素の取り込みや受容体シグナル伝達を調節する。小胞輸送の調節異常は、神経変性疾患から免疫障害、代謝症候群に至る疾患に関与している。

歴史、研究と重要な区別

小胞の研究は、20世紀における顕微鏡法と細胞分画法の進歩とともに発展した。現代の細胞生物学では多くの分子因子と経路が明らかにされているが、膜の組成、曲率、力学的性質が小胞の挙動にどのように影響するかについては、現在も研究が続いている。小胞は、液胞や核膜のようなより大きな細胞小器官と混同してはならない。小胞は独立した膜性区画であり、その大きさと動態は細胞の種類や機能によって異なる。細胞内構成要素と細胞小器官間の相互作用の概要については、細胞小器官を参照。

注：小胞は広い分類であり、厳密な定義、サイズ範囲、組成は、生物学的な文脈および研究に用いる技術によって異なる。