中心体（中心小体）とは｜真核細胞の構造・働きと繊毛・鞭毛形成の役割

中心体（中心小体）の構造と働き、真核細胞での細胞分裂や繊毛・鞭毛形成における役割を図解でわかりやすく解説。

中心体（中心小体）は、ほとんどの真核生物の細胞に存在する細胞質構造体である。中心体は細胞骨格の形成と維持、特に細胞分裂や繊毛・鞭毛の形成に関与している。一方、維管束植物とほとんどの菌類には中心体は存在せず、それらの生物では別の仕組みで微小管の起点が確立されている。

中心体は通常、直径約200 nm、長さ約400–500 nm 程度の円筒状構造を持つ「中心小体（centriole）」が対をなして存在する。各中心小体は9組の微小管3本（トリプレット）が円筒状に配列された構造をしている。通常は一対の中心小体がほぼ垂直に並び、その周囲を高密度の電子密度を示す物質が取り囲んでいる。これらの構造が中心体を構成している。

構造の詳細

• 中心小体：9×3本の微小管トリプレットでできた円筒状構造。近位端（proximal）と遠位端（distal）があり、遠位端には繊毛・鞭毛の基底部として働くための付属構造（遠位付着体、subdistal appendages など）を持つことがある。
• 周中心物質（PCM：pericentriolar material）：中心小体の外側を取り囲むタンパク質のマトリックスで、微小管の核形成を担うγ-チューブリン複合体（γ-TuRC）や、ペルセントリン（pericentrin）、CEPタンパク質群などが含まれる。

働き・機能

• 微小管組織化中心（MTOC）として、微小管の核形成（nucleation）と配向付けを行い、細胞内輸送や細胞形状の維持に寄与する。
• 有糸分裂時には、二つに分裂した中心体が紡錘体（スピンドル）極を形成して姉妹染色体の分離を助ける。
• 中心小体は基底小体（basal body）として繊毛や鞭毛の形成開始点となる。基底小体になると、軸索構造（axoneme）を核形成して繊毛の成長を促す。

細胞周期と複製

中心体は細胞周期に伴って複製される。G1期には1つの中心体（2本の中心小体）をもち、S期に中心小体が増えて複製される。新生の中心小体は通常、既存の母中心小体を鋳型として形成され、次の細胞周期に備える。この複製は正確に制御されないと中心体の数異常をもたらし、紡錘体形成の誤りや染色体不安定性につながる。

繊毛・鞭毛形成への役割

中心小体は基底小体へと転換し、繊毛や鞭毛の軸索（9+2構造など）を核形成する。基底小体の遠位付属体や周辺タンパク質は膜との結合や輸送機構の確立、軸索の安定化に重要であり、これらが欠損すると繊毛の形成不良や機能障害（いわゆる「シリオパシー」）を引き起こす。

存在分布・進化的背景

動物細胞、多くの原生動物には典型的な中心体が存在するが、維管束植物や多くの菌類では中心体に相当する明確な中心小体は見られない。これらの生物では核膜付近や紡錘体の両極に特化した他のMTOC（例：酵母の紡錘体極体＝spindle pole body）が微小管の起点として働く。

分子構成と代表的タンパク質

• チューブリン（α・βチューブリン）：微小管の構成単位。
• γ-チューブリン（γ-tubulin）とγ-TuRC：微小管の核形成を担う主要因子。
• センチン（centrin）、CEP（centrosomal protein）群、ペルセントリンなど：中心体の構造維持と複製に関与。

医学的意義

中心体の異常は様々な病態と関連する。例えば、繊毛形成や機能が損なわれると腎嚢胞、呼吸器症状、発育異常などを特徴とする繊毛症（ciliopathy）が生じる。さらに中心体数の増加や構造異常はがん細胞で頻繁に観察され、染色体不安定性の原因の一つと考えられている。先天性マイクロセファリー（小頭症）は中心体関連タンパク質の変異によって引き起こされる例がある。

まとめると、中心体（中心小体）は真核細胞における重要な微小管組織化中心であり、細胞分裂や繊毛・鞭毛の形成を通じて細胞の形態・機能・分裂を制御している。また、その存在や構造は生物群によって異なり、異常はさまざまな疾患や細胞機能障害に結びつく。

質問と回答

Q: サントリオールとは何ですか?

Q: 中心体の機能は何ですか?

Q:維管束植物にも中心小体があるのですか?

Q: 菌類にもセントリオールはありますか?

Q: ほとんどの中心小体はどのように配置されていますか?

Q: 何が中心体を構成しているのですか?

Q: 一般的に中心小体はどのような種類の細胞に見られますか?

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