対称型幹細胞分裂と非対称型幹細胞分裂の重要な違いは、対称型幹細胞分裂では同じ細胞運命を持つ2つの分化した細胞または2つの幹細胞ができるのに対し、非対称型幹細胞分裂では異なる運命を持つ幹細胞と非幹細胞娘細胞ができることである。

幹細胞は、無限に増殖することができる未分化な細胞です。異なる種類の細胞に分化することができる。幹細胞は基本的に非対称に分裂する。ただし、対称的な分割も見せている。幹細胞が左右対称に分裂すると、母幹細胞から同じ運命をたどる2つの娘細胞が生まれます。逆に、親となる幹細胞が非対称に分裂すると、運命の異なる2つの細胞が生まれます。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 対称型幹細胞分裂とは 3. 非対称型幹細胞分裂とは 4. 対称型と非対称型幹細胞分裂の類似点 5. 横並び比較 - 表形式での対称型と非対称型幹細胞分裂 6. まとめ

対称型幹細胞分裂は何ですか？

幹細胞が示す2種類の細胞分裂のうち、対称的な幹細胞分裂。対称的な幹細胞分裂では、親幹細胞は2つの分化した細胞、または同じ運命を持つ2つの幹細胞を生じさせる。対称的な細胞分裂では、細胞の運命を決定する因子が2つの娘細胞に均等に分配され、同等の細胞運命を作り出します。さらに、対称的な幹細胞分裂では、紡錘体の配向と決定論的なタンパク質の局在は調整されない。

図01：左右対称の幹細胞分裂

対称的な幹細胞分裂の主な効果は増殖である。その結果、細胞集団が拡大する。さらに、対称的な幹細胞分裂は、成体哺乳類のホメオスタシスに重要な役割を担っている。しかし、制御されない左右対称の細胞分裂は極めて重要であり、癌の大きな原因となっている。

非対称性幹細胞分裂は何ですか？

非対称な幹細胞分裂は、幹細胞の中心的な特徴である。生物の発生過程では、非対称的な幹細胞分裂が優勢である。親幹細胞が非対称に分裂すると、性質の異なる2つの娘細胞が生まれ、それぞれ異なる運命をたどります。一般的に、一方の細胞は幹細胞で、もう一方の細胞は分化した細胞である。この2つの細胞は、大きさも、形態も、遺伝子発現のパターンも異なる。分化した娘細胞は特定の細胞系譜をたどるが、娘の幹細胞は幹細胞のアイデンティティを更新し、非対称に分裂を継続する。このように、2つの異なる運命を持つ細胞を作り出すことができるため、多細胞生物はそれぞれ多様な細胞を持つことができる。

図02：非対称な幹細胞分裂

非対称幹細胞分裂の際、細胞運命の決定因子は、2つの姉妹細胞のうちの一方にのみ分離する。また、タンパク質や、ミトコンドリアやmRNAなどの細胞内因子も非対称に分布している。さらに、幹細胞の非対称分裂の際には、紡錘体の配向と決定因子タンパク質の局在が協調している。

シンメトリックと非対称性幹細胞分裂の共通点

• 細胞分裂における対称性と非対称性は、幹細胞が示す2つのタイプである。
• 各細胞は分裂して2つの娘細胞を作る。
• どちらの細胞分裂も、多細胞生物にとって重要である。

シンメトリックと非対称性幹細胞分裂の違い

対称的な幹細胞分裂により、親幹細胞から2つの分化した細胞または2つの幹細胞が作られる。一方、非対称な幹細胞分裂では、親幹細胞から1つの幹細胞と1つの分化した細胞が作られる。対称的な幹細胞分裂では、同じ運命をたどる2つの娘細胞ができ、非対称的な幹細胞分裂では、異なる運命をたどる2つの娘細胞ができる。したがって、これが対称型と非対称型の幹細胞分裂の重要な違いである。

下のインフォグラフィックは、幹細胞の分裂が対称型と非対称型の違いを表形式で表したものである。

概要 - シンメトリック vs. 非対称性幹細胞分裂

幹細胞の左右対称または非対称の分裂。対称的な幹細胞分裂は、2つの分化した細胞、あるいは同じ運命をたどる2つの幹細胞を生み出す。非対称な幹細胞分裂により、1つの分化した細胞と異なる運命を持つ1つの幹細胞が生成される。つまり、これが対称型と非対称型の幹細胞分裂の重要な違いなのです。さらに、幹細胞の非対称分裂は、生物の発生段階を支配している。重要なのは、左右対称の幹細胞分裂が制御されないと、癌になる可能性があることだ。

引用

1Murke, Florian, et al. "A concise review: asymmetric cell division in stem cell biology", MDPI, Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 5 November 2015, available here. yamashita, Yukiko M, et al.「2Yamashita, Yukiko M, et al.「幹細胞分裂の極性：組織内恒常性維持における非対称幹細胞分裂」Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press, January 2010, available here.極性：組織の恒常性における非対称性幹細胞分裂」、『Cold Spring Harbor Perspectives in Biology』、Cold Spring Harbor Laboratory Press、2010年1月。