▼岡田節人『細胞の社会』（講談社ブルーバックス，1972年）、片桐千明『動物発生学』（岩波書店，1982），イバート＆サセックス『発生．そのメカニズム』（岩波書店，1972），バリンスキー『発生学』（岩波書店），
▼八杉貞雄『発生の生物学』（岩波書店，1993），浅島誠『発生のしくみが見えてきた』（岩波書店，1998)，木下圭・浅島誠『新しい発生生物学』（講談社ブルーバックス，2003），
▼佐野豊『神経科学形態学的基礎　間脳(2)』（医学書院,2007）、浅島誠・駒崎伸ニ『分子発生生物学』（裳華房、2000年）、
▼ウォルパート『発生の原理』（2006年，洋書）、ギルバート『発生生物学』（2010年，洋書）

■進化発生学　（エボ・デボ分野）

最初に体軸について。 基本的な三つの体軸として上下，背腹，左右。 上下軸は頭尾軸ともよばれる。

▲Wolpert,2006より

第１節初期発生

●第１項　卵の種類と卵割の様式 　

　発生の初期に見られる細胞分裂を卵割といい、卵割によってできた娘細胞を割球という。
　卵割が体細胞分裂と異なる点は、卵割は細胞が成長せず、短時間に起こるため、割球がしだいに小さくなることである。
　卵割の様式は、卵内にたくわえられた卵黄が卵割のじゃまになるため、その量と分布に関係する。
　極体の放出される場所を動物極、その反対側を植物極とよび、通常の図では卵の上方が動物極である。

　卵黄量が少なく、均等に分布する等黄卵は、ほぼ同じ大きさの割球を生じる等割になる。ウニや哺乳類の卵がこれに相当する。
　卵黄が比較的多く、植物 極に偏って分布する弱端黄卵では植物半球が卵割しにくくなり、不等割とな る。両生類の卵がこれに相当する。
　卵黄がかなり多い強端黄卵では、動物極 の一部だけで卵割が進み胚盤ができる盤割となる。栄養となる卵黄が多い ので鳥類や魚類卵など食用となる卵が多い。
　卵黄が卵の中心に集中している 心黄卵では表割となる。昆虫類やクモ類、甲殻類はこれに相当する。

　食用の鶏卵を皿に割り入れると必ず上にくる白い円盤部が胚盤のできる場所 である。
　等割と不等割は卵全体に卵割が及ぶので全割、盤割と表割では卵の一部分に卵割が限られるので部分割と分類する。


　　発生　＝　受精卵（1個の細胞）から成体（60兆個の細胞）までの経過。
　　体内には脳の神経細胞，筋肉の筋繊維，小腸上皮細胞など異なった形態の細胞がある。
　　【図：それぞれの細胞の形態の図】

　【コメント】神経細胞は外胚葉由来，筋繊維は中胚葉由来，小腸上皮細胞は内胚葉由来である。

●第２項　ウニの発生

　ウニは受精卵にたくわえた卵黄を養分として海水中でプルテウス幼生まで発生する。したがってこの期間の飼育には餌を与える必要がない。ウニの初期発生は多くの研究に利用されてきた。関東地方では、2月はバフンウニ、7月はムラサキウニを使った人工受精の適期である。
　受精後、半日で卵割をくり返す様子は生命の律動を顕微鏡下で観察できる稀な機会である。
　ムラサキウニは採集の刺激で放卵・放精することも多く、扱いが難しい。

　（１）等黄卵
　　鳥の卵 　 　 卵黄が多い 　　　　　　　　　　　（強）端黄卵　　　　　
　　ウニの卵　　卵黄が少ない，全体に分布 　　等黄卵＝哺乳類の卵も同様

　【参考】卵黄は発生の際の栄養分であるが，卵割の邪魔となる。
　卵割の方法はまず全割と部分割に分類する。部分割には盤割と表割が入る。
　昆虫卵は心黄卵で表割。両生類は弱端黄卵で不等割。

　【参考】トリの卵黄や卵白は輸卵管を下がっていく間に付く。
　餌の色を変化させると，同心円状の虹色卵が出来る。
　産卵直後の卵は殻が固化していないので軟らかい。

　（２）受精　

　精子が侵入して３０秒くらいで 受精膜 形成

　　　　　　動物極　　　　　受精膜 （余分な精子を入れない役目）
　　　　　　　○　　　　　　　◎　　　多精を防ぐ
　　　　　　植物極 　　　　　　　　　　

　動物極は極体を放出した方である

　（３）卵割　
　　　　　受精後２時間で 　 ２細胞期
　　　　　　　さらに１時間で　４細胞期
　　　　　　　　　１時間後　　８細胞期　　ここまで等割
　　　　　　　　　１時間後 　16細胞期　
　　　　　　　　　動物極側は経割（かつ等割），植物極側は緯割（かつ不等割で，植物極側は小さい）

　【コメント】植物極側の小さい割球は原腸形成で重要な役割を果たす。

　　　　桑実胚 morula では卵割腔が見られるようになる
　　　　胞胚 blastola：胞はふくろの意味，胚は初期の体を表す
　　　　　　　　　　　　　ふ化＝受精膜を破って泳ぎ出す

（１）２細胞から胞胚まで 　２細胞期の卵割面は動物極から植物極を通る経割で、４細胞期の卵割も経割である。 　第３卵割で初めて緯割が起こり、８細胞期になる。ここまでは完全に各割球は同形 同大の等割である。 　第４卵割では動物半球は均等に経割し、植物半球はやや植物極に偏って緯割する。 　この１６細胞期に中割球、大割球、小割球のちがいを生ずる。細胞の分化の始まり である。 　これらの割球の違いにかんしては後述する。 　卵割はその後も続き、多数の割球が集まった桑実胚となる。 外形が桑の実に似ていることから、日本ではこう呼ばれる。 　桑実胚を英語ではmorulaと呼ぶが、この語の意味は「かたまり」である。 　単なる細胞のかたまりがなぜ場所によって異なる器官に発生するのかの謎を解くのが、 発生学の課題である。 　さらに卵割が進むと胞胚となり、割球は小さな一層の細胞となって表面に並び、 中央の卵割腔が大きくなって胞胚腔となる。 　胞胚の後期に表面に繊毛が生じて受精膜のなかで回転し始め、やがて受精膜を破る ふ化をして、泳ぎだす。 　泳ぎだした胞胚を遊泳胞胚とよぶ。 （２）原腸胚からプルテウス幼生まで 　胞胚までは卵割だが、細胞分裂は続き、植物極側の細胞層が胞胚腔内に陥入し 始める。 　この陥入によってできる管が原腸で、その入口を原口という。 　陥入する原腸の壁をつくる細胞が内胚葉、胚の外側の細胞が外胚葉、胞胚腔のなかに 遊離した細胞を中胚葉という。 　この時期の胚を原腸胚とよぶ。 　原腸の陥入が進み、原腸の先端が外胚葉に達して口ができ、中胚葉から筋肉や骨片が 分化して 胚はプリズム型の幼生となる。 　やがて口の周囲に突起が伸び、骨格もできプルテウス幼生となる。 （３）胚葉形成と器官分化 　　原腸胚が胚葉形成時期である。中胚葉のうち、植物極の細胞から胞胚腔のなかへ 遊離する細胞が第一次間充織で、これらは１６細胞期の小割球に由来する。 　原腸の先端から遊離する細胞が第二次間充織である。 　第一次間充織は骨片に分化し、第二次間充織は筋肉に分化する。 　外胚葉は体表や神経に、内胚葉は消化管に分化する。 　原口は肛門に分化する。口は原腸の先が外胚葉に接した場所にできる。 　このように原口が肛門に分化するのが新口動物で、 　棘皮動物（ウニやヒトデなど）・半索動物（ギボシムシなど）・脊索動物 （ホヤやナメクジウオ、セキツイ動物）が属する。 　原口が口に分化するのを旧口動物という。 　　プルテウス幼生以降は餌を食べる。やがて劇的な変態をしてウニになる。

　（４）胚葉形成　　　　原腸胚 gastrula にて起こる

　　　　　　陥入により原口ができる

　　　　　　　　↓
　　　　　　肛門になる（原口が肛門に発生するのは後口動物．
　　　　　　原口が口に発生する先口動物は比較的下等な動物）
　　　　　　口になる部域は別のところに開く。

　　　胚葉形成…原腸胚の時 　　　外胚葉（表皮や神経になる）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中胚葉（筋肉や骨片になる）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 内胚葉（腸になる）
　　　プルテウス幼生 （遊泳生活）

　【実習】ウニの発生。生きたウニやプレパラートを利用して発生の経過を検鏡する。
　時計皿の未受精卵に精子を加えると，精子が卵の周囲に集まって来るのも観察できる（光量を絞るか，反射光にするとよく観察できる）。

　【演示実験】カエルの鳴き声のマネ。ニホンアマガエル（ゲッゲッ），シュレーゲルアオガエル（コロコロ），ウシガエル（ブオーッ）。

　（１）端黄卵 　　　（卵黄がやや多い。両生類の卵黄量はトリの卵ほどではないので不等全割する）

　　　動物極 　　　　　　　　卵黄（卵割の妨害になる）　　　
　　　　　○
　　　植物極 　

　カエルの受精卵は細胞質に富む動物半球は黒味がかっており、卵黄の多い植 物半球は白味がかっている。未受精卵は保護のゼリー層でねじれていろいろな 方向を向いているが、受精して受精膜ができると、卵がなかで回転するため、 重い植物半球が必ず下に位置する。受精後、精子の侵入点の反対側に、灰色三 日月環が現れる。不等割

		第１卵割は経割で 卵黄の少ない動物極 から卵割する。 　第２卵割も経割である。 　 この４細胞期までは 割球は同形同大である。 　第３卵割は緯割で、 卵黄の多い植物半球を 避けて、赤道面よりやや 動物極に偏ったところで 起こる。 　８細胞期は動物半球に ４個の小割球、植物半球 に４個の大割球となる。 　その後の卵割は動物 半球で早く進み、32細胞 期ごろから細胞が数百 に達するまでを桑実胚と 呼び、卵割腔はしだいに 大きくなっていく。
▲Wolpert,2006より

　桑実胚がさらに細胞分裂を盛んに行なって細胞数を増し、胚の表面がなめらかになって、細胞数が数栓から数万になる時期を胞胚とよぶ。
　カエルの胞胚ではウニに比べて、胞胚腔が半円形で狭く、動物半球に偏っている。
　また、胚壁は一層ではなく数層の細胞からなり、動物半球では薄く、植物半球では厚い。

　（２）胚葉形成
　→原腸胚；原腸胚の断面図（原腸や肛門ができる）　
　→神経胚
　　　　　　　原口は肛門に発生する 　

　原腸胚の陥入は植物極よりやや赤道側から始まり、胞胚期に赤道付近にあった胚表面の細胞群が原口から陥入して動物半球を裏打ちして中胚葉になる。
　陥入によって生じた空所が原腸で、動物半球に偏って出来る。原腸の植物極側の細胞層が内胚葉になり、全体を包む細胞層が外胚葉となる。
　陥入が進むと、線状の原口がしだいに半月状に、そして円形となり、これを卵黄栓とよぶ。この部分は後に肛門に分化する。
　両生類も新口動物である。
　原腸胚では胚葉形成とともに前後、左右、背腹の軸ができる。
　下図の初期原腸胚は左右の軸で切断、後期はさらに前後の軸で切断、図の上が背側、下が腹側を示す。

　（３）神経胚と器官形成
　原腸胚を過ぎると、胚の表面の背側の外胚葉が厚くなり、 板のような構造の神経板ができる。
　やがて、神経板の中央 に神経溝という溝ができる。神経板の両側のひだは高さを 増して内側に折れこみ、合着して神経管を形成する。
　神経板、神経溝、神経管ができるこの時期を神経胚という。
　神経胚全体はやや前後にのびて長くなる。
　原腸の背側にあった中胚葉はしだいに腹側にものびてくる。
　神経板の下の中胚葉は棒状になって脊索となり、その左右は 体節となる。
　植物半球の内胚葉のほうに伸びた中胚葉は側板 となる。
　脊索は胚の時期に体を支える背骨のような働きをするが、脊椎骨自体は体節から分化するものだ。
　側板は内蔵筋 に分化する。

　（４）尾芽胚と器官分化
　神経胚を過ぎると、さらに前後に延びて尾ができ、 尾芽胚となる。
　尾芽胚期に外胚葉・中胚葉・内胚葉 からそれぞれに決まった器官がつくられるもとの原基が形成され、それが器官に分化する。
　表皮や神経は外胚葉性器官、骨格や横紋筋は中胚 葉性器官、呼吸器や消化器は内胚葉性器官である。

第２節　発生のしくみ＝卵から体ができる仕組み

　ヒトの体細胞は60兆個あるという。それも，もとは１個の受精卵が分裂してできたものである。60兆個になるにはいったい受精卵は何回分裂すればいいだろうか。関心のあるひとは計算してみよう。
　ところで，遺伝子の項目で学習したようにそれらの細胞はすべて同じ遺伝子を持っているのである。だとしたら，なぜヒトの体はただの細胞のかたまりになってしまわないのだろうか。なぜ頭や手足といったちがいがあるのだろうか。それぞれの組織を調べてみると，細胞のかたちもぜんぜん違っているのである。前章で学習したように外胚葉性器官と中胚葉性器官では，形態も機能をまるで異なる細胞から出来ている。いったい，いつ違いが生じたのだろう。また，その違いは戻せないものなのだろうか。
　細胞の分化（Cell Differentiation）とは，細胞（Cell）のちがいの原因を探る課題である。ひと昔まえには謎だらけだったこの分野は，いまや遺伝学や進化学とあいまって，新発見のあいつぐ生物学上もっともホットな分野となっている。
　結論を先に示しておこう。遺伝子が細胞の形態を支配する。遺伝子にいろいろな働き（作動，抑制，調節など）のものがあることは，既に第１部で学習した。細胞をかたちづくるものは，タンパク質である。つくられたタンパク質は，ひるがえって遺伝子の働きを調節したり制御したりする。さらに，このようなタンパク質の働きや調節遺伝子に影響する物質や要因にはさまざまなものがある。近年の分子生物学は遺伝子とタンパク質の多様な相互関係を描き出している。
　さまざまな発生現象を現代では幹細胞と細胞の分化という観点で把握・考察することができる．

▲『現代生物科学入門７　再生医療生物学』（岩波書店）より

●第１項　前成説と後成説 　旧課程『生物Ⅰ』には前成説やモザイク卵の話題があったが，
　　　　　　　　　　　　　　　　　2013年からの『生物』ではほとんど取り上げられなくなった。分子的扱いが主流になったためと思われる。

　　前成説＝発生前に体は卵内に形成されているという説

　【参考】精子の役割は何か

▲ハルセッカーの精子 　後成説を唱えたハーヴェイの著書

　　精子に胎児を発見！ ←精子が発見された（レーウエンフック，1647年）　　　　　
　　ハルセッカーの精子 　　　　　　
　　１９世紀になると、前成説が否定された

　　後成説＝発生後に徐々に体が形成される

　図はハルセッカーの精子である(1694年)。卵のなかに子供のミニチュアが入って いるという考えは中世には自然な考えであった。精子が発見された後では 子供のミニチュアが卵の中にいるのか，精子のなかにいるのかが大問題となった。ハルセッカーは精子のなかにこそ子供が潜み，卵はその養分にすぎないという精子論者であった。顕微鏡で丹念に精子を観察した結果，ついに精子内にうずくまる子供を発見したとして報告したのである。
　しかし，この観察は追試に耐えなかった。同じ方法で観察しても他の 誰にも子供は見えなかったからである。私たちはハルセッカーを笑うこと ができるだろうか。目をつぶっても夢は見える。信ずる者には無いもの も見えるものなのである。
　精子論者にせよ，卵子論者にせよ，卵発生の前に体は形成されているという考えを前成説という。
　これに対して，体はじょじょに形成されていくという考えが後成説である。血液循環説を発見した英国のハーヴェイは鶏卵の発生を慎重に観察して後成説を唱えた。しかし，顕微鏡がいくら発達したとしても見えないほどミニチュアは小さいのかもしれない。観察だけでは前成説と後成説のどちらが正 しいのか，らちがあかなかった。

●第２項　卵の分割実験

　　　ルーの実験　カエルの2細胞期に片方を焼き殺すと半胚が発生（1888）．→前成説

　　（１）　調節卵とモザイク卵

　　19世紀 の末にフランスのルーはカエル卵を用いてある実 験を行った。焼き殺した割球だけでなく正常な割 球も正常に発生せず，不完全な胚ができた（1888年）。
　実験結果を受けて，ルーは見えないけれども， 受精卵内に体は既に出来ていると考察した。つまり前成説が正しいと判断した。ルーは発生現象を実験で探求する実験発生学の創始者となった。
　
　ウニ卵を用いた実験でドリーシュは異なる結果を得た（1895年）。
　２細胞期に分離した割球はサイズは小さいながらも完全な胚に発生したのである。実験結果は卵の体をつくる能力がまだ調節可能であることを示して後成説に有利な証拠となった。
　
　 いろいろな動物の卵を卵割途中に分離してみると，ウニ卵のように４細胞でも完全な胚に発生する生物もあれば，クシクラゲのようにモザイク性を示す生物もあった。

　クシクラゲのように一部の割球をはずすと不完全になる卵をモザイク卵，ウニのように一部の割球を失っても完全な胚をつくる卵を調節卵と呼んで区別することになった。
　しかし，卵の種類わけもそう簡単ではなかった。ルーの実験では不完全胚をつくったカエルの卵でさえ，マクレンドンは焼き殺した割球を除くと完全胚になり調節卵的であることを示した。クシクラゲ卵も受精前に卵を２分して核のある方を受精させると完全幼生を発生した。

　　　針で二分されたウニ卵の発生（Ebert,　＆Sussex，1970より）

▲▼Wolpert,2006よ

　　　細胞質には核の発生を制御する物質が含まれている（Ebert,　＆Sussex，1970より）

　　　核と細胞質の関係をカサノリで示す　（Ebert,　＆Sussex，1970より）

　【参考】細胞どうしは話し合う。
　　培養液中の隣接した細胞に信号を送ると，隣の細胞に伝達される。細胞が同種ならよく伝わる。
　　　　（岡田節人『細胞の社会』講談社より）

●第３項　予定運命 fate map （原基予定図．フォークトの生体染色法による。イモリ卵にて）
　 20世紀の初旬に，ドイツで両生類のイモリ卵を材料に画期的な研究が相次いだ。シュペーマンの眼の発生の研究，フォークトの局所生体染色法による予定運命図（原基分布図），シュペーマンの誘導と形成体の提案などである。しかし、2013年からの『生物』では「参考」レベルに後退した。
　これらの研究は，細胞の発生運命の決定に隣接する細胞の細胞質のなにかが影響することを示している。なにかの正体はタンパク質である。

　 （１）　フォークトの予定運命図（原基分布図）
　フォークトはイモリの胞胚の表面を無害な中性赤やナイル青で局所的に染色して，着色部域が発生でどのような器官や組織になるのかを調べた。フォークトの方法を局所生体染色法といい，得られた予定運命図を原基分布図という。原基とは分化が進んでいない細胞集団を指す。
　なかでももっとも重要な部域は陥入をもたらす脊索中胚葉であり，この部域を原口背唇という。
　　英語ではfate mapというから，訳語は予定運命図がよい。しかし正式名称は原基分布図。

　【参考】池田博明｢フォークトの予定運命図は間違っていませんか｣理科部会会報（1996）

　　（２）シュペーマンの交換移植実験
　胞胚で示された予定域の発生運命が決定される時期はいつだろうか。それを研究したシュペーマンは巧妙な方法を用いた，卵の色が違う２種類のイモリで交換移植を行ったのである。
　まず２種類のイモリの発生時期を同調させる。そして初期原腸胚で，一方の明色の予定表皮片を切り取って暗色の予定神経域に移植する。暗色の方から切り取った予定神経片は明色の予定表皮域に移植する。
　こうして移植片の発生を追跡したところ，移植片はどちらも移植域に応じて発生した。つまり予定神経域に移植された予定表皮片は神経に発生し，予定表皮域に移植された予定神経片は表皮に発生したのだった（1924年）。移植片の発生運命は変わったのである。この結果は移植片の発生運命は未決定だったことを示している。
　交換移植実験を後期原腸胚に行うと移植片は移植域に無関係に予定運命通りに発生した。しかし，移植片の発生運命が変わる場合もあった。初期神経胚で行うと，移植片は完全に予定運命にしたがって発生した。初期神経胚では予定表皮や予定神経域は決定されているのであった。
　このことからイモリの胚の外胚葉は原腸胚期から初期神経胚へ移行する過程で決定されていることが明らかになった。

▼　参考書はO・マンゴルド著『発生生理学への道』
　（法政大学出版局，訳書1955　絶版）

　　神経予定を表皮予定の場所に移植

　　　①初期原腸胚では… 神経予定片は表皮域に移植されれば表皮に発生
　　　　　　　＝未決定なので周囲にあわせて運命をかえた
　 　 ②後期原腸胚では… 神経予定片はどこに移植しても神経に発生
　　　　　　　＝決定されている！

　　初期原腸胚【断面図】　　後期原腸胚【断面図】
　　　　　未決定である　　　　決定されている　

　　注目！決定された外胚葉（神経）は，裏側のせき索中胚葉から誘導された。

　いったい原腸胚から初期神経胚までの間に何が起こったのだろうか。ただ単に時間がたったと考えるのではなく，シュペーマンは変化の物質的基盤に着目した。初期原腸胚の予定表皮域や予定神経域の裏側には何も他の細胞層はない。しかし，陥入が進むにつれ，予定外胚葉域の裏には脊索中胚葉など中胚葉性の細胞群が接するようになる。予定外胚葉の決定には，入り込んできた中胚葉の働きかけがあるのではないか。では，どうやってそのことを確かめたらいいのだろう。ここでもシュペーマンは交換移植技術を用いた。シュペーマンの指導で実際に実験を行ったのは大学院生のヒルデ・プレショルドだった。

　（３）マンゴルドとシュペーマンの誘導の実験
　ヒルデは初期原腸胚の原口背唇（脊索中胚葉予定）を原口の反対側に移植していた（図のｂの位置）。
　その結果，通常の発生でできた第１次の神経板（図のｄ）の反対側に，移植片で誘導された第２次の神経板ができた（1921年）。
　シュペーマンはこの事実を正しく評価した。脊索中胚葉は初期原腸胚の段階で既に脊索に決定されているのである。そして自身は脊索になるだけではなく隣接する外胚葉に働きかけてそれぞれの発生運命を決定するのだ，と。
　いち早く決定されてほかの細胞にはたらきかけるこのような組織を、シュペーマンは形成体（オルガナイザー）とよぶことを提案した。また，オルガナイザーの働きかけを誘導とよぶことを提案した。

1921年ヒルデ・プレショルド女史（後にマンゴルド）は原口背唇を移植した胚に第二の神経板が発生したのをオットー・マンゴルドに見せた。 　下図のｄとeである。マンゴルドは完全に第二次胚が形成されたこと（図ｅ）は何か大した新事実に違いないと感じた。そこでヒルデとオットーはふたつの胚を写真に撮った。ちょうど乾板が定着されたころ、シュペーマンが講義の準備を心にかけながら教室へやって来た。オットーは写真を見せた。シュペーマンは最初ｅの胚を移植された一次胚だと思ったので関心を払わなかった。しかし、やがて一次胚は実は裏にある（図d）ことが分かるとただちにこの実験の意義を悟った。彼はこの実験の重要さを熱心に説明した。その年は手術した胚の死亡率が高く、翌年に二年めの実験を行った。 　この実験でいちばんよく発生した胚が図ｆ－ｉである。 　 数百の胚移植実験のうち尾芽胚まで生存したのは5例（２次胚形成）。1924年にorganizerの発見の論文が公刊された。 　（ヒルデは論文が掲載される２ケ月前に自宅で油で火傷を負い，亡くなった。享年26歳） 　Spemann & h.Mangold, 1924. Uber Induktion von Embryonalanlagen durch Implantation artfremder Organisatoren. Arch. mikrosk. Anat. u. Entw. -mechan. 100, H. 3/4.

　　初期原腸胚の原口背唇（せき索中胚葉予定）を，他の原腸胚の卵割腔内に移植した
　　　（註：マンゴルド女史自身は卵割腔内ではなく，原口の反対側に移植している。
　　　　卵割腔内に移植したのは後の研究者である）
　　　　→本来の胚のほかに移植片から誘導された２次胚が形成される
　　　　→初期原腸胚の『せき索中胚葉（予定）＝原口背唇』を切除すると発生停止

　　解釈：原口背唇は自分自身は脊索に分化するとともに｢形成体　（オーガナイザー）｣として，外胚葉に作用し，神経を誘導する。
　　後にノーベル賞を受賞したシュペーマンはヒルデを讃えている。

　

　（４）誘導の連鎖　

　「形成体」という考え方で，イモリの目の発生を「誘導の連鎖」という観点から理解することができるようになった。目の発生自体はシュペーマンが交換移植に取り組む前の研究である。
　神経管の前端部はふくらんで脳になる。脳の一部が眼胞という突起になる。眼胞が表皮の裏側に接してくぼみ，眼杯となる。眼杯は表皮から水晶体（レンズ）を誘導する。水晶体は表皮から角膜を誘導する。原口背唇が第一次形成体だとすれば，目の発生では眼杯は第二次形成体，水晶体が第三次の形成体である。このように先に決定された組織が形成体となって誘導の連鎖をかたちづくる。誘導の連鎖が順序よくつながることで器官の形成が正しく行われる。

　　　　　　シュペーマンの研究 （これらの研究は1898年から1908年にかけて行われている。つまり形成体の研究よりずっと前である

　　　　　　　頭部を上から
　　　　　　　神経管から脳が形成される
　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　　　眼胞→眼杯
　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　　　　　　　表皮　→　レンズ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表皮　→　角膜


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　▼ヒトの目の発生を表した図

　
　（６）内胚葉による形成体の誘導
　マンゴルドとシュペーマンの実験後，誘導物質の探求が続いた。脊索中胚葉が出す誘導物質は何だろうか。誘導物質は一次形成体と二次形成体では異なる物質だろうか。さまざまな物質が誘導物質の候補に上がったが，分析するには少量すぎ，タンパク質精製技術も未熟だったため，これといった特定の物質はなかなか見つからなかった。また，脊索中胚葉を誘導する物質の探索も行われた。そんな模索のなかで，ニューコープはアフリカツメガエルの胞胚を用いて内胚葉が中胚葉を誘導することを証明する実験を行った（1969年）。

	予定外胚葉域が中胚葉に分化するのは 予定内胚葉と接着させたときである。 これまで注目されてこなかった予定内胚葉 が中胚葉を誘導するはたらきを持って いたのだ。 　ピーター・ニューコープと中村治が行った さまざまな実験を模式的にまとめると， 左図のようになる。 　胞胚の植物極側からは動物極側の細胞を 中胚葉に分化させる信号Mが放出される。 精子侵入点の反対側ではニューコープ・ センターの植物極側からシュペーマンの 形成体を誘導する信号Vが放出される。 　信号Vの出すメッセージは細胞を背側に 分化させるものだった。 　これらの信号の正体はDNAを使った近年の 研究技術の開発で可能になり， ようやく明らかになった。 　どちらもタンパク質であった。 　胞胚の植物極側からは動物極側の細胞を中胚葉 に分化させるタンパク質Ｖｅｇ-ＴとＶｅｇ-Ｉが放出され， 精子侵入点の反対側では植物極側から細胞を背側 に分化させるタンパク質βカテニンが放出される。 これらのタンパク質はノーダル遺伝子の転写を促進し， 合成されたノーダルタンパク質が動物極側に働きかけ， 中胚葉が誘導されるのである。

ガードンの実験　1962年 　　　アフリカツメガエル　　　　　　　　　　 　　　未受精卵を除核し，胞胚核を移植 　　　　　　　　　80％は正常なカエルに発生 　　　未受精卵を除核し，原腸胚核を移植 　　　　　　　　　70％は正常なカエルに発生 　　　未受精卵を除核し，幼生の腸上皮核を移植 　　　　　　　　　15％は正常なカエルに発生 　　（2012年度ノーベル医学生理学賞受賞 　　　　iPS細胞の山中伸弥教授と共同受賞。 　　　　2009年にラスカー賞を二人は共同受賞）
▲Wolpert,2006より

ウィルムットの実験　1997年　　　クローン（＝同じ遺伝子をもつ子の集団）　ｃｌｏｎｅ　　 　　　　羊のクローン成功 　　　　羊のメスの乳腺細胞の核を除核卵に移植し，代理母の子宮に着床させて，発生 　　　　　　　羊の子　メスが誕生　＝　クローン羊　Dolly　　 　　　　（移植する方と移植される方の細胞のタイミングを合わせておく必要がある） マウスの嗅上皮細胞の核を卵細胞に注入しての体細胞クローンも成功した（Nature,2004年3月）

中国科学院　クローン猿　誕生　　2018年1月25日　　読売新聞 　　　 　　　　核を除いたカニクイザル成体の卵子に 　　　　　　胎児の体細胞の遺伝情報を入れた。79個の卵を21匹のメスに移植 　　　　　　　6匹が妊娠　　2匹が1匹ずつ出産　　霊長類では初めての体細胞クローン

2012年10月9日　読売新聞より
京都大学が論文をウェブに紹介（無料）
受賞直後の会見や12日の「次世代へのメッセージ」で山中教授は 「10％も成功すれば大成功。90％は失敗の連続」とか、 「１回成功するには、平均9回くらいは失敗しないといけない。 人生も実験もそうだ。失敗しても恥ずかしいことではない」 （読売新聞記事をTV報道で修正）と話した。

2012年10月10日　読売新聞より。この発表は虚偽だった（10月13日）。 一面トップで報じられたが森口尚史氏の所属・経歴・研究いずれも 虚偽だったと確認され、記事も削除された。

▲「12年春」の項目は虚偽だった。削除せずに記録しておく。 　山中教授自身は応用面について甘い見通しは持っていない。 細胞の増殖が暴走することが一番心配だと語っている。 数を増やすことはできてもその後の応用にはまだ研究が必要と言う。

細胞が骨に変る難病FOPの治療薬　開発に成功するか！ 　2017年10月5日　NHKニュースによれば 　　FOP患者の皮膚細胞からｉＰＳ細胞を作り、 　　　　　ＦＯＰ細胞に分化させることに成功した 　　　　　その細胞に薬効のある物質を探索 　　　　　　　　　ラパマイシン（免疫抑制剤としても使用されている） 　　　　　　　　　　効力があることを確認 　　　　　　　　　医療テストに臨む。 　　　　　パーキンソン病やＡＬＳなど155種類の難病治療の研究が 　　　　　iPS細胞を利用して行われている。 　　ＦＯＰ（進行性骨化性繊維異形成症）

▼黒木登志夫『iPS細胞』（中公新書、2015 iPS細胞を利用して「シャーレの中に病気を作る」 　　アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS)、 　　自閉症スペクトラム、統合失調症、軟骨無形成症など 幹細胞で病気を治す 　　骨髄移植、火傷への表皮細胞移植、細胞シート培養、 　　拡張型心筋症、加齢黄斑変性、GVHD、パーキンソン病 　　脊髄損傷、Ⅰ型糖尿病、血小板輸血、心筋梗塞、 　　脳梗塞、鎌状赤血球貧血症、軟骨損傷、膵臓を作る

その意義について　　　　　Nature　Abstract（WORD版）

【池田コメント　2014年2月28日】 　 マウスのリンパ球はもともと幹細胞的な能力の高い細胞ではないだろうか。他の細胞でも同じことが起こるかどうかは今後の研究によるだろう、と感じたのだが、『ニュートン』2014年4月号にはNatureの二論文に関する解説が出た。『週間現代』には、論文に対する批判の紹介があった。 　『ニュートン』によると、「生後7日以内のリンパ球」のほかにも、脳・皮膚・筋肉・脂肪などすべての組織の体細胞から幹細胞へ変化させることに成功したそうである。 　元の細胞が分化した体細胞であったのかという疑問を確認する実験も行われていた。T細胞は分化すると遺伝子が組み換えを起こす性質を利用して幹細胞へ変化したT細胞の遺伝子を確認したという［追記（4月1日）；詳しく検討すると証明になっていなかったことが判明した］。 　『週間現代』の報道では論文にミスがあるという点が専門家に指摘されているという。STAP細胞から作ったマウスの胎盤の写真と別の方法で作った比較対照用の写真が同じ胎盤のものだったという点。この点は多数の写真を撮影したため間違えたものだという。他にも実験に使った遺伝子の情報が公開されていない、追試が成功していないなどの問題があるという。 　成り行きを見守る必要があろう。

3月11日の新聞各紙によると、共著者の若山照彦教授（作製された細胞が多能性があるかどうかを確認するマウスの実験を担当した）は、小保方さんの博士論文（幹細胞の多能性に関する論文）の多能性を示す画像と一部酷似していることに「STAP細胞の根幹に関わる大事な部分の信用性を疑わせる」と指摘、10日に共同著者に論文の撤回を呼びかけた。若山教授は研究室に保管している細胞を第三者に調べてもらう考えを示したという（3月11日記）。

3月14日（金）2時から理化学研究所の記者会見が行われた。調査委員会の石井博士は、指摘された問題点についてまだ調査中で、悪意のないミスが二点確認されたものの、小保方博士論文の画像とNatureの論文の画像に関しては同じものとしか思えないと説明した。この一点だけでも、論文は重大な欠陥となる。竹市雅俊博士は「論文の体をなしていない」とコメントし、撤回すべきとの見解を述べた。理研の研究者三名は撤回に同意しているという（理研の研究者は小保方氏から博士論文の写真だとは説明されていなかったと証言）。 　電気泳動画像の切り貼りを認めた小保方氏は、切り貼りはよくないという認識が無かったと述べたという。コントラストが弱かったので別に流した材料でコントラストの強いものと変えたのである。ただ泳動時間が違ったので他の画像の縦の長さを伸ばしてゲルの像とそろえたという。［追記：4月9日の小保方不服申し立て会見では切り取った画像を角度を変えて短くしたと説明された］ 　結果が合っていさえすれば印象の良い結果を作り出しても良いという慢心が小保方氏にあるように思えた。推測でしかないが、博士論文の画像の流用も酸性溶液に浸しただけではうまく幹細胞化しなかったため、幹細胞が出来ることは間違いないのだからという慢心から異なる方法で作った組織の画像を使ったのだろう。 　新聞によると、分化していない細胞、つまりES細胞を使ったから多能性という結果になったのではないかという批判もあるという。この見解は、私が成果を聴いたときに最初に感じた不安と同じだ。（3月14日記）

▼読売新聞3月16日には論文流用を発見するソフトがあること、今回の小保方論文の疑惑については11jigenのブログが詳しいという記事があった。 　11jigen の小保方STAP細胞論文疑惑はまとめられている。私が感じた疑問も既に指摘されていたことが分かった。以下はその部分の引用。 　“小保方さんの“新”発見は、特殊な細胞ではなく、ごく普通の「リンパ球」でこうした働きを見つけたことだ。だが、「論文からはその根拠がハッキリしない」と言うのは、理化学研究所やワシントン大で免疫学を研究したことのある明石市立市民病院研修担当部長の金川修身氏である。「細胞がリンパ球に分化すると『遺伝子再構成』という現象が起きる。ということは初期化（別の細胞に変化）した『ＳＴＡＰ細胞』でできたマウスのリンパ球にも『遺伝子再構成』が必ず見られるはずです。しかし、論文ではそこが分かりません。さらに（第三者も同様の研究結果を得る）『再現性』の報告も今のところ見当たらず、失敗報告ばかりです。断定的なことは言えませんが、もう一度（実証実験の）やり直しという可能性もあるでしょう」　（日刊ゲンダイの記事より） 慶應大学の吉村昭彦教授も、研究室ホームページ上の記事（TCR組み換えデータの重要性）にて、「私の関心はSTAP細胞が論文に書いてあるように『未分化細胞からのinductionであってもとからある幹細胞のselectionではない』という結論が妥当かどうかという点。繰り返しになるが、それをTCR-rearrangementで決着つけようとするならば、T細胞からできたSTAP細胞、STAP幹細胞、それにキメラマウス（4Nから作ったものが望ましい）のgenomic DNAのTCR rearrangementを調べる必要がある。」と指摘している。” 　世界変動展望氏の疑惑指摘ブログも詳しい。 　これらのブログを見る限り、STAP細胞の論文は信用できないことが理解できる。（池田3月16日記）

●STAP細胞疑惑に関して広島大名誉教授・難波紘二氏のメールマガジンが妥当な見解を示しています。ワードに転載して PDFにして保存しておきます。95ページもありますが，なぜ科学者が騙されるかの問題の本質を指摘しています。難波氏の結論は55ページにあります。 　最初の段階で難波氏が疑ったのはリンパ球T細胞の遺伝子再構成の件。現在の高校生は『生物基礎』の免疫の単元で＜発展＞項目として利根川進の研究を目にする。

▼理研は4月1日に調査委員会の最終報告書を公表。実験ノートが不備で画像が特定できないことも明らかになった。 　「天才的な詐欺師はいい人に見える」。4月9日に不服申し立て会見があった。小保方さんは自分では自分の実験ノートだから追跡できると証言していたが、実際には自分の記録も第三者に分かるようにきちんと書いていないと、分からなくなるものです。自分で書いたことだからわかっていると思うのは「思い込み」の典型的な症状で、無意識のウソつきである。自分で思い込んだことを信じる人である。若山教授から渡されたマウスの細胞から作ったSTAP幹細胞が違うマウスから作ったものだったという事実も、意図的なら明らかに捏造だし、意図的でなくとも実験記録をきちんと付けていないから起こることである。

▼「日経サイエンス」2014年6月号「緑のマウスはどこから　STAP細胞は存在したのか」がたいへんしっかりした紹介をしている。

▼読売新聞　2014年3月15日　朝刊　1面・２面・３面より

▼2014年4月2日　読売新聞　小保方は「悪意なきミス」「承服できない」と不服を申し立てる姿勢

▲Wolpert,2006より

　　考察：極性の重要性、隣り合う細胞の重要性を示した実験

	▲正常なキイロショウジョウバエ
▲触覚が脚に変異した個体	▲双胸となり４枚翅となった個体

▲マウスの毛の色はアグーチ遺伝子の表現によって影響される。正常なマウスでは、 アグーチ・タンパク質は周期的に発現し、マウス毛皮特有のまだら型になる。 　この周期的な発現パターンの分断は長軸方向に黄色と黒の毛をもたらす。 　［アグーチ遺伝子がONの場所では毛は黄色、OFFの場所では毛は黒色になる］

▲黒丸で表したDNAメチル化変異はレトロトランスポゾンの発現に影響する。逆に レトロトランスポゾンの発現変異はアグーチ遺伝子の発現に影響し、毛色の色彩変異を示す。 　［遺伝子のONとOFFが周期的だとアグーチ・タンパク質も周期的になり、縞状の毛になる。 　挿入されたレトロトランスポゾンは異常RNAを発現し、 　アグーチ遺伝子が永久にスイッチが入ると黄色の毛になる。 　挿入されたレトロトランスポゾンはメチル化され、異常RNAをほとんど発現しないと、 　アグーチがより正常に生産されて、縞状の毛になる］

▲遺伝的に相同な母親マウスの毛色はその子孫に影響する。 　黄色の母親はアグーチ遺伝子を連続的に発現し、制御されたレトロトランスポゾンのDNA メチル化を低いレベルにするため、黒毛の子は生まれない。母親のエピジェネ的に決定された 形質は子供に影響する。

▲三毛猫メスでは、オレンジ色遺伝子と黒色遺伝子がX染色体上にある。皮膚での X染色体の不活性化のパターンにより、細胞のクローンのパッチがオレンジ色と黒色の 離散的なパターンを生じさせる。

　考察：細胞はすべての遺伝子を持っており，ONになる遺伝子が細胞独自の特徴を形作る。
他の遺伝子はOFFになっている。しかし，細胞質の条件が変わると遺伝子がONになる。

　　　分化を固定するしくみが明らかになってきた。
　　　ひとつはヒストン修飾、もうひとつはＤＮＡのメチル化らしい　→　胚性幹細胞　

【参考】　　　細胞の分化を固定するしくみ　　（Newton　2008年6月号） （１）ヒストン修飾 　　染色体を構成するタンパク質、ヒストンをメチル化とアセチル化すること。 　　修飾されたヒストンはDNAが巻きつけられたままになる。 （２）DNAのメチル化 　　シトシンにメチル基が付加される。その結果、DNAは遺伝子としての機能を失う。 　　　《進化発生学及び生態発生生物学》

▲『現代生物科学入門７　再生医療生物学』より

　　　《試験管ベビー、複製人間誕生の波紋》＝

　　　《クローン技術と発生学の新しい展開＝胚性幹細胞と移植》

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