久々に細胞寿司でも作ろうかな。 pic.twitter.com/aqjHV493wS
— 石川伸一 (@yashoku_nikki) 2014, 6月 8

博士の愛した寿司　「“細胞”海苔巻き」 - 夜食日記

twitterを見ていたらこんなtweetが流れてきました。石川さんは以前にこのような記事をお書きになり、大変話題になった方です。教科書に載っている細胞小器官の図を見事に寿司に取り込んでいて素晴らしいですね！！！

さて、教科書に載っている細胞のモデル図、実際の細胞とは大きな違いが有ります。せっかくですので、それについて書きます。

細胞のモデル図

教科書的には、以下の様な動物細胞のモデル図がよく載っています。細胞寿司はこの図の特徴をよく反映していて素晴らしいです。

動物細胞寿司か？ pic.twitter.com/yiAVt8PtiT
— 石川伸一 (@yashoku_nikki) 2014, 6月 8

多くの人は「見たことはないけど、細胞の中はこうなっているに違いない」と思っているのではないでしょうか。僕も研究を始めるまではそう考えていました。しかしこの古典的な図と、現在の顕微鏡で見える細胞小器官の配置との間には大きな乖離が有ります。なぜなら、この図は細胞を輪切りにして見えてくる図を元に書かれているからです。玉ねぎの断面から、全体の構造を予想しているようなものだと思って下さい。

細胞の透過型電子顕微鏡像

Electron Microscopic Atlas

電子顕微鏡はナノメートルのレベルで細胞の中を見ることが出来ますが、サンプルを作る過程で細胞小器官の形が変わってしまったりするという問題が有ります。近年は、生きたままの細胞を光学顕微鏡で見ることが出来るようになっています。

１つの細胞を三次元的に見てみる

Life technology社のホームページに「細胞染色シュミレーションツール」というものが有りますので、それを例に細胞小器官の配置を見てみましょう。

青：核、緑：ゴルジ体、オレンジ：ミトコンドリア

核とゴルジ体は古典的なモデル図に似ていますが、ミトコンドリアの見え方はだいぶ違います。１つ１つが粒状になって分かれているのではなく、実際には長いチューブのようになって細胞の端っこまで伸びているのです。細胞の種類によってミトコンドリアの大きさ、形は様々です。でも、ちょっとこれじゃ倍率と分解能が低くてよく分かりませんね。

超解像度顕微鏡で見る細胞内の世界

最新の超解像度顕微鏡（ナノメートルのレベルで見える光学顕微鏡）では、ミトコンドリアがこのように見えます。

超解像度顕微鏡で見たミトコンドリア。粒状のもの、線状のものが混在しているのが分かる

Whole-cell 3D STORM reveals interactions between cellular structures with nanometer-scale resolution (Nature Methods, 2008)

また、細胞のモデル図と実際のものの間に大きな違いがある細胞小器官として小胞体が挙げられます。超解像度顕微鏡で見ると小胞体はこのように見えます。

超解像度顕微鏡で見た小胞体。網目状のネットワークが核から細胞の辺縁まで広がっている。

Instant super-resolution imaging in live cells and embryos via analog image processing (Nature Methods, 2013)

小胞体は細胞の中心に限局しているのではなく、細胞の隅々にまで広がっています。これを全部モデル図に描いてしまうとゴチャゴチャしてなにがなんだか分からなくなってしまうから簡略化されているのでしょう。こうしてみると、小胞体が細胞内膜系の大きな部分を占め、またカルシウムの貯蔵庫として働くということが実感できるのではないかと思います。