ゲッティンゲンのマックス・プランク生物物理化学研究所のマイケル・ケッセル氏はその答えを知っています。「頭髪を生成する皮膚細胞では、脚の毛や他の種類の毛髪の母細胞とは異なるプログラムが活性化されます」と発生生物学者は説明します。体は数十億の細胞で構成されており、その細胞核には体全体の設計図が含まれています。しかし、この同一の遺伝情報にもかかわらず、細胞は同じではありません。皮膚細胞、筋肉細胞、神経細胞、その他多くの種類があり、それらの中にはまったく異なる役割を果たす必要があるものもあります。
「あらゆる体の細胞の DNA には、特定の情報をオンまたはオフにするスイッチ分子が存在します」とケッセル氏は説明します。たとえば、心筋細胞では、心臓機能の遺伝子が活性化され、他のプログラムはオフになります。 「この原理をコンピュータに例えることができます」と専門家は言います。ハードドライブにはさまざまなプログラムを保存できます。これらを機能させるには、個別にアクティブ化する必要があります。すべてのプログラムの基本機能は、コンピューターのオペレーティング システムによって実行されます。これは細胞でも同様です。代謝のためのプログラムなど、いくつかの基本プログラムはすべての細胞で実行する必要があります。次に、細胞タイプの特殊化は、活性遺伝子に基づく他のプログラムの機能を介して行われます。
「脚毛プログラム」発動
「特定の細胞型への特化は、子宮内での胚発生の非常に早い段階から始まります」とケッセル氏は言う。卵細胞には、細胞の種類を決定するスイッチ分子がほとんどない遺伝物質がまだ残っています。受精後、細胞は分裂し始めます。得られた細胞塊はすぐに構造を獲得し、細胞はいくつかの部分に分かれます。 「今、この小さな体の中で細胞に特定の機能を割り当てる最初の決定が始まります」とケッセル氏は説明する。
多くの異なる細胞型に発達する能力をまだ持っている胚内の細胞は、幹細胞と呼ばれます。特定のメッセンジャー物質は、細胞ネットワーク内での位置に応じて、段階的にさらに細かい機能割り当てを与えます。 「これらの制御プロセスが、複雑な構造を持つ物体の形成にどのように正確につながるのかは、依然として多くの未解決の疑問を抱えた研究分野です」とケッセル氏は言う。
背中から脚や頭の毛まで、その特性は体の発達中に決定された根細胞のさまざまなプログラムにも基づいています。脚の毛にわずか約3か月の成長期を与え、その後抜け落ちて新しい毛が形成されます。しかし、頭髪の場合、このサイクルは7年以上続くこともあります。髪の毛の長さは最大3メートルに達することもあります。適切なプログラムのおかげで、幸いにも私たちは足や体の他の部分にこれほど長い毛が生えずに済みます。しかし、頭皮の一部が脚に移植された場合、そのプログラムはそこで変更されず、長い髪が成長します。
