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スライディングリボン理論の誕生：2つの科学者グループが独立してどのように提唱したのか？
スライディングリボン理論は、筋肉の収縮のメカニズムを説明する重要な理論であり、筋肉のタンパク質が互いに滑って動きを生み出すという事実に基づいています。この理論によれば、筋収縮時に筋繊維内のミオシン（太いフィラメント）がアクチン（細いフィラメント）を通り過ぎますが、この 2 組のフィラメントの長さは比較的一定のままです。この理論は、1954年にケンブリッジ大学のアンドリュー・ハクスリーとロルフ・ニーダーゲルケ、およびヒュー・ハクスリーとジェーン・ハンセンの2つの研究チームによって独立して提唱されました。
この理論はもともと 1953 年にヒュー・ハクスリーによって考案され、アンドリュー・ハクスリーとニーダーゲルケによって「非常に魅力的な仮説」として提唱されました。
1950 年代以前には、電気的引力、タンパク質の折り畳み、タンパク質の修飾など、筋肉の収縮を説明するためのいくつかの競合する理論がありました。新しい理論は、クロスブリッジ（従来はスイングクロスブリッジと呼ばれ、現在は主にクロスブリッジループと呼ばれている）と呼ばれる概念を提案しており、これはリボンが滑る分子メカニズムを説明しています。クロスブリッジ理論では、アクチンとミオシンは、ミオシンヘッドをアクチンフィラメントに付着させることでタンパク質複合体（従来はアクチンミオシンと呼ばれています）を形成し、2つのフィラメントの間に交差が生じるとされています。それらの間にクロスブリッジが形成されます。
歴史的背景 初期の研究1870 年代初頭、ドイツの科学者ヴィリー・クッフが筋肉タンパク質ミオシンを初めて発見し、1864 年に抽出されて命名されました。 1939年、ロシアの夫婦チームであるウラジミール・アレクサンドロヴィチ・エンゲルハートとミリサ・ニコラエヴナ・リュビンモワは、ミオシンがATPを分解してエネルギーを放出する酵素（ATPaseと呼ばれる）の特性を持っていることを発見しました。ハンガリーの生理学者アルバート・セント・ジョージは、1937年にビタミンCとマレイン酸に関する研究でノーベル賞を受賞した後、筋肉生理学に関心を向けました。セントジョージは1942年にATPが筋肉収縮のエネルギー源であることを実証し、ミオシンBを含む筋繊維はATPの存在下で短縮するのに対し、ミオシンAは短縮しないことを観察した。この経験は後に「人生で最も興奮した瞬間の一つ」と表現されている。私の人生。"
理論の起源
ヒュー・ハクスリーが1952年にケンブリッジ大学で博士号を取得したとき、セントジョージはすでにキャリアを癌研究へと転換していました。 1952年9月、ハクスリーはMITのフランシス・O・シュミットの研究室に着任し、1953年1月にはもう一人のイギリス人博士研究員ジェーン・ハンセンが加わった。ハクスリーは、X 線回折法を用いて、筋肉タンパク質、特にミオシンが構造化されたリボンを形成し、それがサルコメア (筋線維の一部) を形成するという仮説を立てました。彼らの主な目的は、電子顕微鏡を使用してこれらのリボンを詳細に研究することでした。彼らはすぐに筋肉タンパク質のリボン状の性質を発見し、確認しました。
スライディング リボン理論
スライディング リボン理論は、1954 年 5 月 22 日に Nature 誌に掲載された「収縮中の筋肉の構造変化」と題された 2 つの論文に由来しています。結論は基本的に似ていますが、実験データと提案は異なります。
アンドリュー・ハクスリーとロルフ・ニーダーゲルケが共同執筆した最初の論文のタイトルは「生きた筋繊維の干渉顕微鏡検査」です。論文によれば、Iバンドはアクチンフィラメントで構成され、Aバンドは主にミオシンフィラメントで構成されており、収縮時にはアクチンフィラメントがミオシンフィラメントの間を移動する。
2 番目の論文は、ヒュー・ハクスリーとジェーン・ハンセンによって執筆され、「筋肉の収縮と伸展中の横紋の変化とその構造的解釈」というタイトルが付けられています。これは最初のものよりも詳細で、位相差顕微鏡と電子顕微鏡を使用したウサギの筋肉の研究に基づいています。
受け入れと結果
強力な証拠にもかかわらず、スライディングリボン理論はその後数年間支持を得られませんでした。セントジョージ自身は、ミオシンフィラメントが太いフィラメント（A バンド）に限定されていると信じることを拒否しました。 1957 年になってようやく、米国のハクスリーが新しい電子顕微鏡でリボンの重なり合う性質を確認しました。
この理論とその証拠が一般に受け入れられたのは、1972 年にコールド スプリング ハーバー研究所で開催された会議のときでした。出席者は、ハンセン氏が批判に応えて「メカニズムを説明できないのは分かっているが、滑るのは事実だ」と叫んだことを覚えている。
証拠が蓄積されるにつれて、ハクスリーはスライディングリボンのメカニズムを正式に提案しました。これは現在、クロスブリッジループと呼ばれています。
これらの研究は、筋肉生理学の様相を変えただけでなく、より複雑な生物学的メカニズムの将来の探究にもつながりました。この画期的な理論は私たちに疑問を抱かせます。崇高な理想を持つ人々によって明らかにされるのを待っている、未発見の生物学的メカニズムが他にどれだけあるのでしょうか?
