18.15: 細胞分裂の平面の決定

細胞分裂面の位置決めは、発生および細胞分化中、特に2つの娘細胞のサイズを決定するために平面が不可欠な有糸分裂期の重要なステップです。細胞分裂面は染色体分配面に対して垂直ですが、生物の種類が異なれば、その形態や機能に合わせて細胞分裂メカニズムも異なります。

動物細胞

動物細胞では、細胞分裂の平面に沿って、細胞皮質、つまり原形質膜の下の領域から始まる切断溝が形成されます。有糸分裂紡錘体は、細胞分裂面を決定する上で決定的な役割を果たします。したがって、有糸分裂紡錘体の軸が変化すると、分割面が変わる可能性があります。この戦略は、Caenorhabditis elegansなどの一部の真核生物が、対称的な細胞分裂から非対称的な細胞分裂に切り替えるために使用されます。対称的な細胞分裂は、2つの同一の娘細胞を産生し、同じ細胞タイプを多く含む組織の増殖によく使用されます。対照的に、非対称分裂は、2つの非同一の娘細胞を生成するため、細胞の多様性を生み出します。例えば、神経上皮細胞は、対称的な分裂を経ることにより、最初はその数を増加させます。その後、非対称分裂を利用して、親細胞と同様の娘細胞を作製し、ニューロンを分化させます。

酵母

出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)では、G1期に細胞分裂の面がセプチンタンパク質によって決定されます。細胞質分裂は、出芽酵母細胞の首の領域に切断溝を形成することによって達成されます。しかし、有糸分裂装置は、細胞分裂の平面を決定する上で何の役割も果たしません。対照的に、Schizosaccharomyces pombeなどの分裂酵母では、間期核の位置がG2期の細胞分裂面の位置を決定します。間期には、Mid1タンパク質は主に核に局在します。しかし、有糸分裂期には、Mid1は核から細胞皮質に運ばれ、そこでアクトミオシン環成分を細胞の内側領域に動員します。これにより、最終的に母細胞は2つの同様のサイズの娘細胞に分裂します。

草木

ほとんどの植物細胞では、細胞が有糸分裂にコミットする前に細胞分裂の平面が決定されます。前期バンドは、親細胞の赤道に沿って形成され、細胞分裂の平面を示します。前期バンドは、微小管とF-アクチンからなるリング状の構造です。それは、フラグモプラストと呼ばれる微小管束を生じさせ、細胞プレートの拡張と位置決めのための構造的足場を提供します。