分化と形態形成の大きな違いは、分化は細胞が特殊化して固有の機能を果たすようになることであり、形態形成は生物の形態が形成されることである。

多細胞生物は、胞子や受精卵を形成し、単細胞として誕生する。したがって、細胞分化と形態形成は、多細胞生物の発生過程で起こる2つの異なる主要なプロセスである。分化とは、異なる特定の細胞タイプを形成するプロセスのことである。生体にとって特定の機能を持つ細胞や組織を成熟させることにつながるのです。一方、形態形成は、生物の異なる形態が発生する過程である。細胞、組織、**または生物の形状を決定するものである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 分化とは 3. 形態形成とは 4. 分化と形態形成の共通点 5. 横並びの比較 - 分化と形態形成の表形式 6. まとめ

差別化は何ですか？

細胞分化は、複数の種類の細胞を形成する過程である。多細胞動物の組織や**には、多くの特定の細胞タイプがあり、これは必要不可欠なプロセスである。分化した細胞は、特定の機能を持つようになります。一度分化すると、増殖率は低下する。さらに、細胞を分化させる能力も失います。これらの細胞は、細胞周期のG0期にとどまり、増殖しない。細胞の分化は、遺伝子制御によって細かくコントロールされています。さらに、細胞間の相互作用、ホルモンや環境因子も細胞分化を制御することができる。

図01：幹細胞の分化

セルポテンシーは、細胞が分化する能力を決定する。細胞の潜在能力には、「全能性」、「多能性」、「単能性」の4種類があり、「全能性」、「多能性」、「単能性」の3種類は、それぞれ独立した細胞である。多能性細胞はさまざまな種類の細胞に分化することができ、多能性幹細胞は体組織のすべての細胞を生み出すこともできる。しかし、多能性幹細胞は、全能性幹細胞に比べて能力が劣る。多能性幹細胞はさまざまな種類の細胞に分化できるのに対し、単能性幹細胞はある特定の種類の細胞を生み出すことができる。

モルフォジェネシスは何ですか？

形態形成とは、その形状が発達していく過程のことです。つまり、生体がその形を獲得するための生物学的プロセスである。発生生物学の3つの基本的な側面のうちの1つである。そのため、受精卵細胞が複雑な形状に成長する過程を「形態形成」と呼んでいる。

図02: 形態形成

組織や**を考えるとき、形態形成とは、その機能に不可欠な形状を獲得する過程である。実際、形態形成は、生物の解剖学、生理学、行動を決定する組織や**の組織化に関与している。最も重要なことは、形態形成には、細胞の移動と構造変化を促進するために、胚の力学を時空間的に制御することが必要であるということです。

以下に、説明的な形態形成の例を挙げます。

1. 新しい植物は、まっすぐな植物、枝分かれした植物、ねじれた植物に形を変えます。
2. 人間の腸は、体に合わせて何度も折りたたまれています。
3. 人間の腎臓の枝は、その機能を最大限に発揮する。

差別化と形態形成の共通点

• 生物の発生には、細胞の分化や形態形成が大きく関わっています。
• いずれも発生生物学の根幹をなす過程である。
• 基本的にどちらも多細胞生物に発生するものです。

差別化と形態形成の違い

細胞分化とは、細胞が異なる機能を持つ種類に分化することである。形態形成は、生物の形を決定するプロセスである。これが、分化と形態形成の決定的な違いなんですね。さらに、細胞の分化は基本的に細胞レベルで行われます。しかし、形態形成は、組織、**、あるいは生物のレベルで起こるものである。したがって、この点も分化と形態形成の違いと言えるでしょう。

さらに、細胞分化は転写因子によって制御されるが、形態形成は胚の力学によって空間的・時間的に制御されている。さらに、分化とは異なり、細胞の運動性は形態形成に重要な役割を担っている。

概要 - 差別化 vs. 形態形成

細胞分化とは、筋肉細胞、神経細胞、皮膚細胞など、明確な特徴を持った特定の種類の細胞を作り出す過程である。これらの細胞は、独自の機能を果たすことに特化している。逆に、形態形成は、形態が形成されることである。生物がその形を形成するためのプロセスである。これが、分化と形態形成の決定的な違いなんですね。

引用

1 バード、ジョナサン"形態形成", 学術文献, こちらからご覧いただけます。"Cell Differentiation and Organization," Nature News, Nature Publishing Group, available here.2 "Cell Differentiation and Organization," Nature News, Nature Publishing Group, available here.2 "Cell Differentiation and Organization," Nature News, Nature Publishing Group, available here.