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2019年2月28日 (木)

@niftyは大丈夫なのか!?

A0790_001128ハフポストによると、産経新聞社の新卒採用がたった2人だったそうです。@nifty は系列会社なので非常に心配です。

私はニフティーサーヴの頃から利用させてもらっているので、万一サービス停止なんてことになったら大変だし、困ります。

万が一にも会社をたたき売るなんてことは勘弁して欲しい。

https://www.huffingtonpost.jp/entry/sankei_jp_5c73ac13e4b00eed08367f26

プロバイダーはそんじょそこらのビジネスとことなり、今や文化の重要な担い手です。産経新聞は右翼系読者に頼っている感がありますが、@nifty は必ずしもそうではありません。

日本には蜻蛉日記・更級日記以来、平安時代から日記文化というものがあります。ブログをはじめとするウェブサイトは書いている人の人生そのものです。私は日記は書いていませんが、それでも多大な労力を割いてブログを続けています。

プロバイダーは誇りを持って営業を継続して欲しいと思います。

(写真は産経新聞社とは関係ありません)

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2019年2月25日 (月)

セビージャ戦に快勝も、なにかが狂っているバルサ

Braugrana多忙であるはずのない私が、信じられないほど多忙な昨今。これが逃れられない現実なんだから仕方がありません。

とはいえ、バルサの試合だけは録画しても見逃すわけにはいきません。サンチェス・ピスファンでのセビージャ戦は2:4で快勝のように見えますが、どちらかといえば押され気味でセビージャペースの試合でした。メッシの個人技で勝ったようなものです。

今シーズンのバルサは、白やアトレチコのもたつきで首位を保っていますが、バルサスタイルのサッカーを見失った、奇妙なチームになっています。その最大の原因は、あまりにもメッシ中心のスタイルになってしまったことだと思います。

みんながいつもメッシを見ていて、すべてがそれに合わせて動いているため、自由闊達なバルサスタイルのサッカーができないのです。ロナウジーニョの場合は、彼がほかの攻撃参加プレーヤー全員を見ているという、全くの逆でした。チームの中心となる選手はこうでなければいけません。

メッシはアシストも多いとは言え、基本みんなを見る選手ではなく、ゴールを見る選手なので、彼がチームの中心になると、攻撃参加プレーヤー全員の脳が拘束されてしまうのです。コウチーニョがおかしいのもそのせいです。

では誰がチームの中心になるべきかというと、それはアレニャー以外には見当たりません。彼がみんなを見るプレーヤーに成長するよう祈るのみです。

https://www.youtube.com/watch?v=aG2uddkKWYE

https://www.youtube.com/watch?v=R7QNRHAJ5-k

https://www.youtube.com/watch?v=j_hCrVqr4Dc

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2019年2月21日 (木)

パルシステムの放射能レポート 2019年3月

パルシステム(生協)は放射能による食品汚染にきちんと取り組んでいます。3月のレポートではトリチウム汚染水の危険性について、河田先生のインタビューを行っています。

https://information.pal-system.co.jp/wp/wp-content/uploads/2019/02/2019031_radiationreport.pdf

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水素とトリチウムの構造は下記のようになっています。水素の原子核は陽子だけですが、トリチウムは陽子+2中性子で構成されています。

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トリチウムは自然に崩壊してヘリウムを生成します。ヘリウムは原子核が2陽子+中性子でなりたっています。つまりトリチウムの中性子1個が、γ線とニュートリノを放出し陽子1個に変化してヘリウムができます。γ線は遠くまではとどきませんが、近隣の分子を破壊することはできます。またDNAにトリチウムが取り込まれた場合、ヘリウムに変化することによってDNAすなわち遺伝子が破壊される場合があります。

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したがって、トリチウムの大量海洋放出は危険であり、許してはいけません。福島の汚染水タンクに蓄積されている汚染水は、フィルターに問題があって、トリチウム以外のさまざまな放射性物質も含まれています。

下記リンクの文章を一読されることをお勧めします。

https://information.pal-system.co.jp/wp/wp-content/uploads/2019/02/2019031_radiationreport.pdf

http://app.cocolog-nifty.com/t/app/weblog/post?__mode=edit_entry&id=90041178&blog_id=203765

http://app.cocolog-nifty.com/t/app/weblog/post?__mode=edit_entry&id=83728848&blog_id=203765

http://app.cocolog-nifty.com/t/app/weblog/post?__mode=edit_entry&id=81679257&blog_id=203765

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2019年2月19日 (火)

やぶにらみ生物論122: アセチルコリンによる神経伝達

前稿(1)でレーヴィとデイルが、迷走神経を刺激して放出された液体によって、カエルの心収縮が抑制されることを見いだし、その活性を持つ物質がアセチルコリンであることを証明したことを記しました。これがはじめての神経伝達物質の発見だったわけです。

現在では数多くの神経伝達物質が報告されていますが、まずアセチルコリンから見ていきましょう。アセチルコリンはコリンとアセチルCoAを材料として、コリンアセチルトランスフェラーゼという酵素によって合成されます(図1)。アセチルCoAは生物が呼吸を行なっている限りミトコンドリアが産生する物質で、通常細胞質に存在します。

コリンはアセチルコリン合成の材料だけではなく、細胞膜の成分でもあり生合成も可能ですが、それでは足りないので栄養として摂取することが必要です。レバー・卵黄・大豆・赤飯用のササゲなどに豊富に含まれています。

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神経細胞も必要な量のコリンを産生できないので、細胞膜に高親和性トランスポーターという装置を設置して、コリンを外界から取り込んでいます。コリンの取り込みに成功すれば、コリンアセチルトランスフェラーゼは常に十分な活性が存在するので、直ちにアセチルコリンを供給することが可能です(2、図2)。

アセチルコリンは小胞アセチルコリントランスポーターによって、シナプス小胞に取り込まれます(図2)。驚くべき事に小胞アセチルコリントランスポーターの遺伝子は、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子のイントロンの中に存在しており、エンハンサーやプロモーターを共有していることが報告されています(3)。

興奮が軸索末端に伝わるとカルシウムが取り込まれ、前稿(1)のようなプロセスを経て、シナプス小胞が細胞膜と融合して中身がシナプス間隙に放出されます。シナプス小胞ひとつにつき1000~50000分子のアセチルコリンが放出されるようです(2)。

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神経伝達に必要なコリンの大部分は細胞外からとりこまれるわけですが、それを実行する細胞膜のコリントランスポーターは長い間謎に包まれた存在であり、全貌が明らかになったのは最近のことです(4)。1990年頃に後述する様々な神経伝達物物質のトランスポーター遺伝子が次々とクローニングされる中で、コリントランスポーターの研究は屍累々の有様でした(5)。

その突破口は思わぬところにありました。1998年にC.エレガンス(線虫)の全ゲノムが解明され、C.エレガンスもコリントランスポーターを持つことから、奥田等は線虫のゲノム塩基配列情報を利用してcDNAの発現クローニングを行なうことにしました。彼らは候補のcDNAをひとつづつアフリカツメガエルの卵母細胞にいれて発現させ、ついにコリントランスポーターの遺伝子をつきとめました(6)。

奥田等は当初高親和性コリントランスポーターは膜12回貫通蛋白質だと考えていたようですが(5)、最近の文献をみると、13回膜貫通蛋白質とされているようです(7、図3)。この場合N末は細胞外、C末は細胞内に突き出していることになります。

コリントランスポーターの構造解明が遅れたのは、これが他の神経伝達物質のトランスポーターとの類似性がなく、意外なことにグルコーストランスポーターと類似していたことに、構造が解明されるまで誰も気が付かなかったことが大きな要因でした(5)。コリンはもともと栄養物質であり、進化の過程で神経伝達物質として流用されたからこのようなことになったのでしょう。

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ここまで述べてきた神経伝達に関与するコリントランスポーターは高親和性トランスポーター(CHT1)のことですが、コリンはフォスファチジルコリン、スフィンゴミエリン、S-アデノシルメチオニンの合成などにも寄与しており、中親和性トランスポーター(CTL1~CTL5)、低親和性トランスポーター(OCT1~OCT2)が知られています(8)。これらのトランスポーターは血液脳関門においても重要な役割を果たしていると思われますが(8)、神経伝達に直接関与してはいないようなので、ここでは文章の脈絡上触れないでおきます。

さてシナプス間隙に放出されたアセチルコリンを、シナプス後細胞や組織の細胞が受け取らなければなりません。シナプス間隙はわずか20~40nmというリボソーム一つ分くらいの距離なので、瞬時に受け取ることができると考えられます。アセチルコリンを受け取るための受容体には大別してムスカリン性受容体とニコチン性受容体の2種類があります。前者はムスカリン、後者はニコチンがアセチルコリンのアゴニストとして機能します(9、図4)。化学式をみるとニコチンはアセチルコリンとは似ても似つかない化合物ですが、立体構造が似ているのかアゴニストとして作用します。

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ムスカリン性アセチルコチン受容体には5つのサブタイプがあり、それぞれM1~M5と命名されています。組織によって主に存在するサブタイプに違いがあります(10)。また組織によって作用が異なります。図5に一覧を示しました。

ムスカリン性アセチルコチン受容体は、7回膜貫通型のGタンパク質共役受容体(GPCR=G protein-coupled receptor)であり(11)、主に副交感神経の活動に関与しています。リガンドを受け取ると、細胞内ドメインに結合している3量体Gタンパク質(αβγ)を解離することによってその役割を果たします。結合している3量体Gタンパク質のαサブユニットには2つのタイプがあり、その違いによってM1、M3、M5が持つG蛋白質はGq型、M2、M4が持つG蛋白質はGi型とよばれます(9、図5)。

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アセチルコリンまたはムスカリンが受容体に結合すると、Gq型の場合受容体に結合していた3量体G蛋白質がα と β+γ に解離し、GDPと結合していた α はGDPと解離してGTPと結合します。GTPと結合したα (Gq型α-GTP)はフォスフォリパーゼCを活性化します。この酵素の作用によって、フォスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸がジアシルグリセロール(DAG)とイノシトール3リン酸(IP3)に分解され、DAGはプロテインキナーゼCを活性化し、各種のタンパク質のリン酸化が促進されます。またIP3は小胞体のIP3受容体に結合して、細胞質にカルシウムを放出させます(12、図6)。

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Gi型の場合、αサブユニットがGTPと結合するところまでは同じですが、Gi型α-GTPはアデニルシクラーゼ活性を阻害し、ATPからサイクリックAMP(cAMP)が合成される反応を抑制します。この結果cAMPプロテインキナーゼの活性が抑制され、様々なタンパク質のリン酸化が抑制されます(13、14、図7)。ですから図5のM2、M4の場合など、筋収縮やさまざまな異化的代謝を抑制するなど、生物が休養・食事・睡眠などをとるのに適した働きをします。

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ニコチン性アセチルコリン受容体はムスカリン性のものと全く違って、Gタンパク質共役受容体(GPCR)ではなく、受容体そのものがイオンチャネルです。ニコチン性アセチルコリン受容体にも3つの型がありますが・・・(筋肉型(NM) : 神経筋接合部に分布、末梢神経型(NN):自律神経節、副腎髄質に分布、中枢神経型(CNS):シナプスに分布、9)・・・それらの3つの型は、Gq型とGi型のようにメカニズムが異なるわけではなく、リガンドの結合によってチャネルが開くというメカニズムに変わりはありません。

ニコチン性アセチルコリン受容体の構造は、宮澤らによる極低温高分解能電子顕微鏡を用いた研究によって解明されました(15、16、図8)。この分子は(α、α、β、γ or ε、δ)の5つのサブユニットからなり、それらが環状に配置されてイオンチャネルを形成しています。それぞれのサブユニットは細胞膜を1回貫通しています。

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アセチルコリンまたはニコチンが受容体に結合すると、受容体のサブユニットがアロステリックな構造変化を起こしてイオンチャネルが開放されます(15、16)。このチャネルは、カチオンでありサイズが大きすぎなければ非選択的にイオンを通過させます。したがってリガンドが結合するとチャネルが開放され、ナトリウムやカリウムが細胞内に流入し、ただちに活動電位が発生します。

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参照

1)http://morph.way-nifty.com/grey/2019/02/post-e2ed.html

2)脳科学辞典 アセチルコリン
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%82%A2%E3%82%BB%E3%83%81%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%AA%E3%83%B3

3)Lee E. Eiden.,The Cholinergic Gene Locus., Journal of Neurochemistry., vo.70, no.6, pp. 2227-2240 (1998)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9603187

4)Takashi Okuda et al., Transmembrane Topology and Oligomeric Structure of the High-affinity Choline Transporter., J. Biol. Chem., vol.287, no.51., pp. 42826-42834 (2012)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3522279/

5)奥田隆志、芳賀達也: 高親和性コリントランスポーター -ゲノム情報を利用したクローニング-
蛋白質 核酸 酵素 45巻 10号 pp 1722-1727 (2000)

6)Takashi Okuda et al.,  Identification and characterization of the high-affinity choline transporter., Nature Neuroscience, vol. 3, pp. 120-125 (2000)

7)Haga, T., Molecular properties of the high-affinity choline transporter CHT1.,  J. Biochem. vol. 156(4): pp. 181–194  (2014) doi:10.1093/jb/mvu047
https://www.researchgate.net/publication/264390083_Molecular_properties_of_the_high-affinity_choline_transporter_CHT1

8)岩尾 紅子、稲津 正人: 血液脳関門におけるコリントランスポーターの機能発現 Functional expression of choline transporters in blood-brain barrier., 東大医誌 vo.75 (1), pp. 74-77 (2017)

9)アセチルコチン受容体
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%BB%E3%83%81%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%AA%E3%83%B3%E5%8F%97%E5%AE%B9%E4%BD%93

10)Brian Piper: Muscarinic agonists and antagonists (2012)
https://www.slideshare.net/bpiper74/muscarinic-agonists-andantagonists

11)Kubo T. et al., Cloning, sequencing and expression of complementary DNA encoding the muscarinic acetylcholine receptor. Nature vol. 323: pp. 411-416.   (1986)
https://www.nature.com/articles/323411a0

12)https://ja.wikipedia.org/wiki/G%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%83%91%E3%82%AF%E8%B3%AA

13)https://ja.wikipedia.org/wiki/G%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%83%91%E3%82%AF%E8%B3%AA

14)https://www.jst.go.jp/pr/announce/20060623/zu1.html

15)Miyazawa A, Fujiyoshi Y, Unwin N., Structure and gating mechanism of the acetylcholine receptor pore. Nature. 2003 Jun 26;423(6943):949-55.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12827192

16)宮澤淳夫、藤吉好則: ニコチン性アセチルコリン受容体の構造と機能 蛋白質 核酸 酵素 col.49 no.1 pp. 1-10 (2004)
http://lifesciencedb.jp/dbsearch/Literature/get_pne_cgpdf.phpyear=2004&number=4901&file=mndiLGM3FM1ZjMmfEFUUKA==


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2019年2月16日 (土)

サラとミーナ213: ミーナ:「なんだい」

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リラックスしているミーナに声を掛けると、振り向いてくれました。用もないのに声を掛けるのはなるべく自粛していますが、ついつい。

ネコにとってヒトは永遠の謎です。起きたとき、出かけるとき、帰ったとき、入浴するとき、眠るとき、いちいち着替えるヒトという動物は、なんて奇妙なのでしょう。現実世界ではないテレビやパソコン画面なんて、どうして熱心に見ているのかわかりません。 どうして自分をそっちのけで、本を読んでいるのかわかりません。どうして靴をはいて出かけるのかわかりません。どうして自分だけ出かけて、ネコは留守番なのかわかりません。

私もネコ同士の関係・気分・評価はわかりませんが、ネコと人間の関係はなるべく濃密にするように配慮しています。たとえば部屋にやってきたり、廊下で出会ったりするとあいさつするようにはしています。これはネコにとっても不可解なことではありません。

かまってほしそうにしているときにはかまいます。あといろいろイベントは作っています。朝は必ずベランダに出すとか、私が風呂から出るとおやつタイムとか、寝る前に集合して猫会議をするとか、時間を決めてブラッシングをするとか。いろいろです。ネコは行動の順序や時間を覚えるのは割と得意です。

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2019年2月13日 (水)

JPOP名曲徒然草193: 「マリーゴールド」 by あいみょん

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私は体育会系の音楽とは親和性が無いと思っていましたし、体育会系の女性と付き合ったことはありません。しかしあいみょんの「マリーゴールド」には参りましたね。アルバム「瞬間的シックスセンス」も買いましたし、マリーゴールドは30回くらい聴きました。すばらしいアレンジで盛り上がる「遙か遠い場所にいても 繋がっていたいな」というフレーズがゾクゾクします。しびれますねえ。

ウィキペディアによると陸上競技の選手だったそうで、リアルに体育会系なんだと納得しました。がたいがいいです。デビュー曲が「貴方解剖純愛歌 〜死ね〜」というタイトルだったことからみて、アングラ系を目指していたのかもしれませんが、それにしてはマリーゴールドは王道のポップス。なにしろオフィシャルビデオのYouTube 再生回数が現時点で>3550万回という恐ろしい数になっています。

平成という静かに沈没していく日本の時代に引導を渡す曲になるのでしょうか。これからの日本は外国人をどんどん入れないとやっていけない国家となります。そのなかでJポップの文化を継承・発展させていくのは、洋楽の影響が希薄でハマショーや河島英五の影響を受けたという貴重な天才シンガーソングライター「あいみょん」が適役でしょう。

彼女はバラードシンガーではないので、私がライヴに行くことはないでしょうが、新時代の旗手としてのご活躍をお祈りしております。

あいみょん - マリーゴールド【OFFICIAL MUSIC VIDEO】
作詞・作曲 あいみょん
https://www.youtube.com/watch?v=0xSiBpUdW4E

あいみょん - GOOD NIGHT BABY【OFFICIAL MUSIC VIDEO】
https://www.youtube.com/watch?v=E6iZ-xZ8x50

あいみょん - 夢追いベンガル【OFFICIAL MUSIC VIDEO】
https://www.youtube.com/watch?v=ViG28OU9crI

あいみょん - 今夜このまま【OFFICIAL MUSIC VIDEO】
https://www.youtube.com/watch?v=mH6LoI63buY

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2019年2月12日 (火)

冬の団地 八重梅とヒヨドリ

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冬枯れで寂しい風景の団地の中で、唯一咲き誇る八重梅。雪にも負けずに春を予告します。

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ジョージI世は随分馴れましたが、II世は警戒心が強くてカーテンを開けると逃げてしまいます。なのでパンくずを食べているところが撮影できません。縄張りを主張するためヒヨドリは枯れ枝に止まってよく鳴きます。

ただ雀にはこの主張はまったく効かないようで、エサを巡る争いも珍しくありません。ヒヨドリは1~2羽、雀は群れなのでヒヨドリが負けることもあります。

II世はいつもメスを連れていて団地の中を飛び回っています(写真)。I世はわりと1羽でいることが多かったと思います。鳥は卵を温めなければいけないので、夫婦が共同で作業することが種の存続に必須です。ただ最近の研究で、卵の4割は他のオスのタネで、オスの4割は大沢樹生のように他人の子を育てていることが分かりました。

https://www.sankei.com/premium/news/150411/prm1504110009-n1.html

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2019年2月 9日 (土)

小泉-都響: チャイコフスキー交響曲第1番@サントリーホール2019・02・09

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北総は積雪の冬景色でした。タイツとヒートテックシャツを着込んで、完全装備でサントリーホールへ。

土日は森ビルの店舗が休みなので、予想通りドトールはほぼ満席。席を確保するのに一苦労しました。ウロウロしているうちに都響メンバーを3人も発見。のんびりしていたので降り番で見学かと思ったら、全員演奏していました。余裕ですね。

おそらく雪が原因でしょう。ホールは約70%の入り。定期会員がかなりサボったようです。せっかくの小泉さんのタクトなのに残念です。都響はインフルエンザもようやく下火になったのか、強力なメンバーが揃いました。コンミスは四方さん、サイドは山本さんです。

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前半は川久保さんのソロでシベリウスのコンチェルト。川久保さんは写真のような赤い衣装で登場。この写真全然良くないと思います。性格が悪いように誤解されるような表情で、どうしてこんなのを使っているのか疑問です。あとシューズが黒だったのも違和感がありました。

ヴァイオリンは良く響きますね。そういえば都響の弦セクションの音も素晴らしい。乾燥した気候が続いて、適度なお湿りがあるという理想的なコンディションだったのでしょう。

後半はチャイコフスキーの交響曲第1番「冬の日の幻想」。これは作曲者自身がイメージしたタイトルとは異なり、非常に力強い演奏でした。チャイコフスキーは第1楽章を「冬の旅の夢想」、第2楽章を「陰鬱な土地、霧深き土地」と命名していますが、そういう陰性のイメージとは異なる陽性で筋肉質の演奏でした。それが小泉流なのでしょう。広田氏のオーボエも陰鬱とか悲哀とかとは無縁な音ですから、ピッタリと小泉流にはまっています。

なにしろ弦の音が素晴らしいので、気分良く盛り上がった第4楽章でした。大歓声に答えて、マエストロも上機嫌で手を振っていました。一時期非常にお疲れのような印象を受けましたが、今日は歩行も軽やかで、お元気そうなのが何よりでした。

帰宅してから、フェドセーエフ-モスクワ放送交響楽団の演奏をCDで聴いてみましたが、やはり寒々とした憂愁の1~2楽章で、小泉-都響とは随分違った印象でした。

若き日のマエストロ小泉が九響を振る「冬の日の幻想」
https://www.youtube.com/watch?v=dDZDhFPeqcc

川久保賜紀 美しきロスマリン
https://www.youtube.com/watch?v=ywerw6_8K04

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2019年2月 5日 (火)

やぶにらみ生物論121: 化学シナプスの発見とカルシウムチャネル

シナプスといえば、通常は図1のような化学シナプスを意味しますが、広義では前稿(1)のようなギャップ結合も含まれます。この様な場合、ギャップ結合は電気シナプス、軸索先端と樹状突起・筋肉などが接する通常のシナプスは化学シナプスと呼ばれることになります。ギャップ結合ではイオンや電子は細胞間のトンネルを拡散によってダイレクトに往来しますが、化学シナプスでは細胞と細胞で神経伝達物質を受け渡しするという複雑なプロセスを経て情報が伝わります。

心臓の拍動のように生まれてから死ぬまで同じことをやっているのなら、ギャップ結合での伝達で大丈夫かもしれませんが、その心臓にしても運動すれば拍動を増やさなければなりません。そしてやめれば元に戻す必要があります。睡眠時・冬眠時には拍動は低下します。新たな記憶を蓄積し、日々中身が変化していく脳では、とてもギャップ結合だけではやっていけません。

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化学シナプスの存在を予言したのはカハール(図1)で、その後デ・ロバーティスやパラーデの電子顕微鏡を用いた研究によってその実在が形態学的に証明されました(2)。さらにシナプスにおける情報伝達が、なんらかの水溶性化学物質で行なわれていることを証明したのはオットー・レーヴィです(図2)。

レーヴィはストラスブルク大学の医学部を卒業後いったん臨床医になりましたが、あまりに多くの患者の死を見て自分が無力であることを思い知らされ、臨床医をやめて基礎医学を志しました(3)。

彼はユダヤ系のドイツ人ですが、1902年にオーストリアのグラーツ大学に職を得て、そこで図2の重要な実験を行ない、1921年に発表しました。彼は2匹のカエルから心臓を取り出し、片方には迷走神経をつけたまま、片方は迷走神経を取り除いた状態にしました。両者ともリンゲル液(ナトリウム、カリウム、カルシウムを含む生理食塩水)に浸し、迷走神経に電気刺激を与えると心臓の拍動が低下しました。そしてそのときに心臓をひたしていた液を吸い取り、別のリンゲル液に浸しておいた迷走神経を除去した心臓に滴下するとやはり心臓の拍動が低下することを発見しました。

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レーヴィの実験結果は、迷走神経の刺激によってリンゲル液に溶け出した水溶性の化学物質に、心臓の拍動を低下させる活性があることを意味します。後にこの物質はデイルによってアセチルコリンであることが証明されました。神経伝達物質の発見です。これらの業績によってレーヴィとデイル(図2)は1936年のノーベル生理学医学賞を受賞しました(4)。

レーヴィは運の良い人で、彼の実験は迷走神経の働きが活発な冬のカエルを用いた場合だけ再現できることがあとで分かりました(5)。夏に実験していたらこの発見はなかったことでしょう。

その運の良いはずのレーヴィはその後とんでもない不運に遭遇します。ノーベル賞受賞の2年後にドイツ軍がオーストリアに侵攻し、レーヴィは逮捕されてポストや財産をすべて剥奪されることになりました。しかしなんとか収容所送りは免れ、米国に亡命して1961年に亡くなるまでニューヨークで暮らしました。

バーナード・カッツ(図3)もオットー・レーヴィと同じくユダヤ系のドイツ人でしたが、彼はライプチッヒ大学の医学部を1934年に卒業すると、いちはやく英国に実質亡命し、ロンドン大学で研究を行ないました(6)。その後オーストラリアに移住し、シドニーでエクレスとカフラーという共同研究を得ました。カッツは彼らと共に、アセチルコリンエステラーゼの阻害剤であるエゼリンを用いた実験で、筋収縮が神経筋接合部からの電気刺激によって直接おこるのではなく、神経筋接合部(シナプス)での神経伝達物質の作用によって間接的に活動電位が発生することを示し、レーヴィとデイルの理論を実証しました(7、8)。

カッツはその後オーストラリア国籍を獲得し、第二次世界大戦中はオーストラリア空軍に入隊しました。ニューギニアで航空管制部隊の将校として、日本航空部隊によるポートモレスビーやダーウィン攻撃をレーダーで監視していたようです。戦後ロンドンに戻って研究に復帰しました(8)。

カッツの最大の業績はシナプス前細胞において、神経伝達物質が袋に包まれて保管されており、それが袋単位で膜から放出されてシナプス後細胞を興奮させる役割を持っていることを示したことです(9、10)。文献10にはシナプス前細胞に多数のシナプス小胞が存在することを示す電子顕微鏡写真が掲載されています。カッツのアイデアはその後多くの研究者によって実証され、図3のようなシナプスの模式図が描かれるようになりました。カッツは1970年にノーベル生理学医学賞を受賞しています。

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ニューロン軸索での電気的情報移動は主としてナトリウムチャネルの働きによるものですが、ニューロン末端での化学的情報移動においては主役がカルシウムチャネルに変わります。このメカニズムはウィキペディアで簡潔にまとめてあるので、コピペしておきます(11)。

1.前シナプス細胞の軸索を活動電位が伝わり、末端にある膨らみであるシナプス小頭に到達する。
2.活動電位によりシナプス小頭の膜上に位置する電位依存性カルシウムイオンチャネルが開く。
3.するとカルシウムイオンがシナプス内に流入し、シナプス小胞が細胞膜に接して神経伝達物質が細胞外に開口放出される。
4.神経伝達物質はシナプス間隙を拡散し、後シナプス細胞の細胞膜上に分布する神経伝達物質受容体に結合する。
5.後シナプス細胞のイオンチャネルが開き、細胞膜内外の電位差が変化する。

図3で興味深いのは、シナプス間隙に放出された神経伝達物質のうち、シナプス後細胞にトラップされなかった余剰分子は、シナプス前細胞の自己受容体や能動的再吸収で回収されるという機構の存在です。これは単にもったいないから再利用しようというだけでなく、拡散によって周囲のニューロンに影響を与えるとノイズになってしまうからだと思われます。

カルシウムは昔から筋収縮に必要であることは知られていました。このあたりの話は江橋節郎の自伝にいろんなエピソードが書かれてあり、楽しく読ませていただきました(12)。そのなかでリンゲル液で有名なリンゲルが、早くも1883年に筋収縮にカルシウムが必要であることを示す実験をやっていたことが書いてあります。またポツラーがカルシウムキレート剤によって筋肉が弛緩することを発見したとも記されてあります。

細胞内のカルシウムイオン濃度は通常10の-8乗から-7乗モルという非常に低い濃度ですが、血清中の濃度は10の-3乗モルという高濃度であり、この著しい濃度差をカルシウムチャネルが維持しているわけです(13)。活動電位が神経末端に到達すると、カルシウムチャネルが開いて一気にカルシウムが細胞内に流入するわけです。この電位依存性カルシウムチャネルの構造は、ウィリアム・キャテラルらが中心となって解明しました(14、図4、図5)。

骨格筋のカルシウムチャネルはα1、α2、β、γ、δ の5つのサブユニットからなり、α2とδはSS結合で共有結合しています。カルシウムの通り道となるチャネル自体は膜貫通α1サブユニットにより形成され、δ は細胞外、β は細胞内にあります。このほか膜を貫通するα2とγ がα1に隣接しています(図4)。

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α1サブユニットは6回づつ膜を貫通するドメインを4つ持つ、アミノ酸の数約2000で分子量190キロダルトンの巨大タンパク質です(図5)。β サブユニットとγ サブユニットはどちらも4つのαヘリックス部位を持っていますが、γ が膜を4回貫通しているのに対して、β は一度も貫通せず、細胞内に存在します(図5)。脳神経系におけるカルシウムチャネルの構造もこれに類似していますが、γ  サブユニットについてはチャネルに含まれるかどうかまだ議論があるようです(14)。

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β サブユニットやα1サブユニットの細胞内領域は神経伝達物質の放出制御、シナプス小胞の移動、遺伝子発現の調節などに関与しているとされています。例えばβサブユニットはRIM1という足場タンパク質と結合し、RIM1がシナプス小胞のタンパク質Rab3に結合することが報告されています(15)。このことはカルシウムチャネル複合体が、シナプス小胞を膜近傍に引き寄せる働きを持っていることを示唆しています。シナプス小胞が膜に接近すれば、エキソサイトーシス機構によって神経伝達物質がシナプス間隙に放出されます(図6)

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図7はシナプス前後細胞の電子顕微鏡写真です(16)。シナプス前細胞に多数のシナプス小胞が蓄積されていることがわかります。シナプス後細胞のシナプス側には非常に電子密度の高い部分がありますが、これは神経伝達物質を受け取り、細胞内に取り込む機構が集積しているためと思われます(図7)

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図7は神経と神経の接合部ですが、図8は神経と筋肉の接合部です。同じシナプスですが、その構造には違いがあります。左の電子顕微鏡写真をみると筋細胞のシナプス領域には、効率よく神経伝達物質をトラップするためと思われる多数のひだがみられます(図8)。神経伝達物質が取り込まれることによって、ナトリウムチャネルが開いて活動電位が発生し、筋収縮の引き金が引かれます(17)。

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参照

1)http://morph.way-nifty.com/grey/2019/01/post-b533.html

2)http://morph.way-nifty.com/grey/2018/04/post-a2b0.html

3)ウィキペディア:オットー・レーヴィ
https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_Loewi

4)Otto Loewi, Novel lecture: The Chemical Transmission of Nerve Action.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1936/loewi/lecture/

5)Elliot S. Valenstein, The Discovery of Chemical Neurotransmitters., Brain and Cognition vol. 49, pp. 73–95 (2002)
doi:10.1006/brcg.2001.1487
https://pdfs.semanticscholar.org/f7ba/4a5c744019d8e93347a9a04991d8d729a2f7.pdf#search=%27Walter+Dixon

+neurotransmitter%27

6)Sir Bernard Katz, Biographical
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1970/katz/biographical/

7)JC Eccles, B Katz, and SW Kuffler., Effect of eserine on neuromuscular transmission. J. Neurophys., vol.5, no.3, pp. 211-230

(1942)
https://www.physiology.org/doi/abs/10.1152/jn.1942.5.3.211?journalCode=jn

8)Bert Sakmann, Sir Bernard Katz: 26 March 1911 - 20 April 2003., Biogr Mem Fellows R Soc. vol. 53., pp. 185-202. (2007)
https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsbm.2007.0013

9)J del Castillo and B Katz., La base ‘quantale’ de la transmission neuromusculaire. Colloques Int. C.N.R.S. vol. 67, pp. 245–

256. (1957)

10)R. Birks, H. E. Huxley, and B. Katz., The fine structure of the neuromuscular junction of the frog., J Physiol., vol. 150(1):

pp. 134–144. (1960)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1363152/pdf/jphysiol01288-0154.pdf

11)https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%8A%E3%83%97%E3%82%B9

12)江橋 節郎: カルシウムと私
http://brh.co.jp/s_library/interview/12/

13)千勝典子、松本俊夫: カルシウム代謝とその調節
http://www.nara-gyunyuya.com/contents/ca/15.htm

14)William A. Catterall、Voltage-Gated Calcium Channels., Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a003947 (2011)
doi: 10.1101/cshperspect.a003947
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3140680/pdf/cshperspect-CAL-a003947.pdf

15)清中茂樹,瓜生幸嗣,三木崇史,森泰生、神経伝達物質放出におけるCa2+チャネル複合体形成の生理的意義
生化学 第80巻 7号 pp.658-661 (2008) 
http://www.jbsoc.or.jp/seika/wp-content/uploads/2013/11/80-07-08.pdf

16)Zacharie Taoufiq, OIST2013
https://www.oist.jp/ja/news-center/photos/11850

17)Neuromuscular junction (wikipedia)
https://en.wikipedia.org/wiki/Neuromuscular_junction

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2019年2月 2日 (土)

コロン-都響 ストラヴィンスキー「火の鳥」@東京芸術劇場2019・02・02

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まだまだ寒い日々ですが、久しぶりの東京です。都響C定期で池袋芸劇へ。本日のコンマスは山本さん、サイドは塩田さん(プルチネルラはサイドなし)。私は彼がサイドをやるのははじめて見ました。トレモロなんかコンマスと著しい誤差があって、ちょっと引きましたけどね。

今日は値段の安い席ほど空席が多という不思議な演奏会でした。まあイケメン見たさに前の席に殺到するというのは当然か? 人気沸騰中の指揮者に売り出し中の若手ピアニストの演奏会にしては、やや物足りません。曲目が地味だったのかもしれません。私的にはなかなか好ましいラインアップだと思います。

指揮者はニコラス・コロン。スマートな肢体でイケメンです。細身のボディコンスーツにすごいカフスで登場。1983年生まれで、なんと2004年にはオーロラ管弦楽団を設立し、芸術監督に就任しました。ケンブリッジ大学出身と言うこともあり、おそらく英国の貴族階級の人ではないでしょうか? 

プルチネルラがはじまると、やはりノーブルで繊細な指揮ぶりでした。この曲はバロック音楽の編曲なのですが、なぜかクラリネットのパートがなく、オーボエ広田氏の独壇場。たっぷり聴かせてもらいました。

2曲目はハイドンのピアノ協奏曲ニ長調。ソリストはキット・アームストロングです。彼は1992年生まれで、まだ20才台の若手ですがブレンデルの1番弟子ということで非常に注目されています。コロンに合わせたわけじゃないのでしょうが、切れ味は十分でも大変上品な演奏でした。都響の弦パートも彼らの趣味に合わせたように繊細で上品な演奏。こういうのもできるのねと感心しました。アームストロングは歓声に応えて、ソリストアンコールもやってくれました(ハイドンのファンタジア)。

休憩後の後半はお馴染みの「火の鳥」。ですが、こんな火の鳥を聴いたことはありません。まるで王宮のステージに貴族達が集まって演奏会をやっているような感じです。気品に満ちあふれ、隅々まで配慮が行き届いた美しさ。ファゴット(岡本さん)の子守歌も素晴らしくハートフェルトでした。ただ序奏だけはちょっと上品すぎて、不気味さが足りないという不満が残りました。

コロンが常任になったら、都響も全く違ったオケになるかも知れないと思いました。彼は指揮者のタイプとしてはセミヨン・ビシュコフとやや似てるかな。コロンもビシュコフと同様、世界のトップオケを振ってまわることになるのでしょう。

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