メソソーム

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メソソームは、化学固定を行った細菌の細胞に形成されるが、凍結固定を行った細胞には形成されない[1]。

メソソーム(Mesosome)は、細菌の細胞膜の折りたたまれた陥入部であり、電子顕微鏡のサンプルを作るための化学固定の過程で生成される。1960年代には、この構造がいくつかの機能を持つことが提案されたが、1970年代後半にはアーティファクトであると認識され、細菌の細胞が通常持っている構造の一部とは考えられなくなった。

初期の観測

これらの構造は、電子顕微鏡での観察用に化学固定されたグラム陽性細菌で観測される細胞膜の陥入である[2]。1953年にジョージ・チャップマンとジェームズ・ヒリアーが初めて観察し[3]、"peripheral bodies"と呼んだ。1959年には、J・D・ロバートソンがメソソームと名付けた[4]。当初、メソソームは細胞分裂の際の細胞壁の形成や染色体の複製など、いくつかの過程において役割を果たすか、酸化的リン酸化の場になると考えられた[5][6]。

仮説の否定

上記のようなモデルは1970年代末に、メソソームが化学固定の過程で細胞膜に与えられる損傷によって形成されるアーティファクトであり、化学固定されない細胞では起こらないことを示唆するデータが蓄積されてくると、疑問を呈されるようになった[2][7][8]。1980年代中盤から末にかけて、電子顕微鏡のための凍結固定や凍結置換の技術が発展すると、メソソームは生細胞には存在しないという結論が得られた[9][10][11]。しかし少数の学者は、全ての場合においてメソソームがアーティファクトである訳ではないと主張し続けている[12][13]。

近年、ある種の抗生物質[14]や抗菌ペプチド（ディフェンシン）[15]に曝露された細菌の細胞膜でも同様の折りたたみ構造が発見された。これらのメソソーム様構造は、細胞膜や細胞壁の化学損傷の結果であると考えられている[16]。

メソソーム仮説の提案と否定は、科学哲学の観点において科学的な考えがどのように反証され否定されるかの例として挙げられる[17][18][19]。

出典

  1. ^ Nanninga N (1971). “The mesosome of Bacillus subtilis as affected by chemical and physical fixation”. J. Cell Biol. 48 (1): 219-24. doi:10.1083/jcb.48.1.219. PMC 2108225. PMID 4993484. http://www.jcb.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=4993484. 
  2. ^ a b Silva MT, Sousa JC, Polonia JJ, Macedo MA, Parente AM (1976). “Bacterial mesosomes. Real structures or artifacts?”. Biochim. Biophys. Acta 443 (1): 92-105. doi:10.1016/0005-2736(76)90493-4. PMID 821538. 
  3. ^ Chapman, George B., and Hillier, James (1953). “Electron microscopy of ultra-thin sections of bacteria I. Cellular division in Bacillus cereus”. J. Bacteriol.: 362-373. 
  4. ^ Robertson, J.D. (1959). “The ultra structure of cell membranes and their derivatives, Biochem”. Soc. Syrup: 3. 
  5. ^ Suganuma A (1966). “Studies on the fine structure of Staphylococcus aureus”. J Electron Microsc (Tokyo) 15 (4): 257-61. PMID 5984369. 
  6. ^ Pontefract RD, Bergeron G, Thatcher FS (1969). “Mesosomes in Escherichia coli”. J. Bacteriol. 97 (1): 367-75. doi:10.1002/path.1710970223. PMC 249612. PMID 4884819. http://jb.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=4884819. 
  7. ^ Ebersold HR, Cordier JL, Luthy P (1981). “Bacterial mesosomes: method dependent artifacts”. Arch. Microbiol. 130 (1): 19-22. doi:10.1007/BF00527066. PMID 6796029. 
  8. ^ Higgins ML, Tsien HC, Daneo-Moore L (1976). “Organization of mesosomes in fixed and unfixed cells”. J. Bacteriol. 127 (3): 1519-23. PMC 232947. PMID 821934. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC232947/. 
  9. ^ Ryter A (1988). “Contribution of new cryomethods to a better knowledge of bacterial anatomy”. Ann. Inst. Pasteur Microbiol. 139 (1): 33-44. doi:10.1016/0769-2609(88)90095-6. PMID 3289587. 
  10. ^ Nanninga N, Brakenhoff GJ, Meijer M, Woldringh CL (1984). “Bacterial anatomy in retrospect and prospect”. Antonie Van Leeuwenhoek 50 (5-6): 433-60. doi:10.1007/BF02386219. PMID 6442119. 
  11. ^ Dubochet J, McDowall AW, Menge B, Schmid EN, Lickfeld KG (1 July 1983). “Electron microscopy of frozen-hydrated bacteria”. J. Bacteriol. 155 (1): 381-90. PMC 217690. PMID 6408064. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC217690/. 
  12. ^ John F. Stolz (1991) "Structure of Phototrophic Prokaryotes" CRC Press ISBN 0-8493-4814-5
  13. ^ Murata, K.; Kawai, S.; Mikami, B.; Hashimoto, W. (2008). “Superchannel of Bacteria: Biological Significance and New Horizons”. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 72: 265-277. doi:10.1271/bbb.70635. PMID 18256495. 
  14. ^ Santhana Raj L, Hing HL, Baharudin O, et al. (2007). “Mesosomes are a definite event in antibiotic-treated Staphylococcus aureus ATCC 25923”. Trop Biomed 24 (1): 105-9. PMID 17568383. 
  15. ^ Friedrich CL, Moyles D, Beveridge TJ, Hancock RE (2000). “Antibacterial action of structurally diverse cationic peptides on gram-positive bacteria”. Antimicrob. Agents Chemother. 44 (8): 2086-92. doi:10.1128/AAC.44.8.2086-2092.2000. PMC 90018. PMID 10898680. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC90018/. 
  16. ^ Balkwill DL, Stevens SE (1980). “Effects of penicillin G on mesosome-like structures in Agmenellum quadruplicatum”. Antimicrob. Agents Chemother. 17 (3): 506-9. PMC 283817. PMID 6775592. http://aac.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=6775592. 
  17. ^ Culp, S. (1994). “Defending Robustness: The Bacterial Mesosome as a Test Case”. PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association 1994: 46-57. JSTOR 193010. 
  18. ^ Rasmussen, N. (2001). “Evolving Scientific Epistemologies and the Artifacts of Empirical Philosophy of Science: A Reply Concerning Mesosomes”. Biology and Philosophy 16 (5): 627-652. doi:10.1023/A:1012038815107. http://www.springerlink.com/index/R1P3N637670W7J27.pdf 2008年3月7日閲覧。. 
  19. ^ Allchin, D. (2000). “The Epistemology of Error”. Philosophy of Science Association Meetings, Vancouver, November. オリジナルの2008年12月17日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20081217143936/http://cbe.ivic.ve/mic250/pdf/epist-of.pdf 2008年3月8日閲覧。. 

関連文献

  • Fritz H. Kayser, M.D. (2005). Color Atlas of Medical Microbiology.Kayser, Medical Microbiology c 2005 Thieme. 
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