神経細胞中の道しるべ

軸索と樹状突起は構造や機能が異なるため、輸送される分子が違います。どのようにして識別がなされているのでしょうか？

例えば、高速道路のインターチェンジでは、道路上の標識を見ながら目的地に向かって正しく進むことができます。これまでの研究から細胞内輸送のレールとして機能する微小管にもこのような標識となる分子が存在し、輸送を担うモーター分子であるキネシンがそれを認識することで、軸索と樹状突起それぞれに必要な分子を運ぶことが分かってきました。

軸索内のミトコンドリア配置

神経細胞の種類により、軸索は1mほどの長さになったり、複雑に分岐したりすることがあります。軸索の維持には広い範囲にエネルギーの供給が必要ですが、どのようにして効率よく行うのでしょうか？

例えば、道路沿いには一定間隔でガソリンスタンドがあり、効率よく給油することができます。

軸索内では所々に停止したミトコンドリアがあり、これらが局所的に必要とされるエネルギー分子 (ATP)を供給していることが知られています。

神経細胞は停止するミトコンドリアの位置をどのように決めているのでしょうか？軸索に沿ったミトコンドリアの位置を計測し、数理的に解析した結果、ランダムに配置されているのではなく、一様の分布になるように調節されていることが分かってきました。さらに興味深いことに、ミトコンドリア同士の相互作用によりそれぞれの位置が決定されていることが明らかになりました。このようなシステムが神経回路の制御にどのように関わるのかについて研究を進めています。