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ミトコンドリアを最初に発見した人は誰? 細胞生物学の黎明期

 
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世界で初めて細胞の存在を世に報告したのは、イギリスの科学者ロバート・フック(1635~1703)でした。1665年に『顕微鏡図譜』を出版し、その中でコルクを観察した結果、小さな部屋が並んだような構造を報告し、cell(細胞)と名付けました。ちなみに彼が観察したものは実際には、細胞そのものではなくて、細胞壁でしたが。

細胞の中には、細胞小器官と呼ばれるさまざまな構造物が存在します。その中でも、「エネルギー工場」としての役割を持つのがミトコンドリア(mitochondria)です。細胞よりもさらにずっと小さい細胞小器官の発見には、顕微鏡の改良や、透明な細胞および細胞小器官を染色する技術の開発が必須でした。

ミトコンドリアを最初に発見した人は誰かという問いに対する明確な答えはありません。その理由は、1850年前後から、時期を同じくして多くの科学者が後から考えればそれはミトコンドリアだったと思われる構造物を報告していますが、だからといって、彼らが観察していたのは間違いなくミトコンドリアだったともいえないからです。

We cannot give the credit of “who discovered the mitochondria (singular: mitochondrion)” to just a single person because the discovery of the organelle is through a gradual process (spanning more than a century and a half) and involves the contributions of many scientists. There were those who studied its structure and there were also those who studied its function. (Who Discovered Mitochondria? THE BRIGHTEST HUB)

ミトコンドリアは、当初、さまざまな名前で呼ばれていました。科学者は自分が世界で初めて観察し発見したものに対して、思い思いの名前を付けるわけです。糸や粒など形状を示したものもあれば、生物学的な意味を憶測して名付けられたものまであります。下の書籍には、19種類の呼び名が紹介されています。

A review by Cowdry (1918), quated by Lehninger (1), contains more than a dozen terms referring to structures that we now identify as mitochodria: blepharoblasts, chondriokonts, chondriomites, chondrioplasts, chondriosomes, chondriospheres, fila, fuchsinophilic granules, Korner, Fadenkorper, mitogel, parabasal bodies, plasmasomes, plastochondria, plastosomes, vemicules, sarcosomes, interstitial bodies, bioblasts, and so on. Chondros (Greek), grain (English), and Korn (German) are descriptions of the morphology of distinct structures noted inside of cells by microsopists beginning about 1850.(引用元:献 Immo E. Scheffler著 Mitochondria 第一章)

 

ミトコンドリアはギリシャ語で「糸」と「粒」を意味する2つの言葉から作られた名前で、日本語で糸粒体(しりゅうたい)と訳されることもあるようです。ミトコンドリアが粒状の構造物に見えたり、あるいは糸状に見えたりしたことから、この名が付きました。ミトコンドリアの名付け親は、ドイツのカール・ベンダ(Carl Benda)です。

Improvements in staining yielded more accurate morphological descriptions, and the grains were in some tissues seen as threads (Faden in German, mitos in Greek), hence Fadenkorper, or mitochondria (Benda, ca. 1898). In 1888 (R.A.Kollicker), by microdissecting some of these granules out of insect muscle and observing them to swell in water, microsopoists reached the conclusion that the mitochondria had a membrane. (引用元:献 Immo E. Scheffler著 Mitochondria 第一章)

 

With the development of dyes to stain cells and their parts, such as Janus Green B in 1900, discovered by Leonor Michaelis in Germany, and crystal violet in 1901, discovered by Carl Benda in Germany, scientists observed organelles in almost every type of eukaryotic cell. Benda, in 1901, named the organelles mitochondria from Greek mitos, meaning thread, and chondros, meaning grains. In 1914, Francis Cavers, who studied plants in Scotland, noted a similarity of mitochondria structures across different cell types and plant and animal species. (The Embryo Project Encyclopedia)

 

光学顕微鏡で観察する場合、細胞小器官は透明すぎてそのままでは見えないため、適当な方法で染色する必要があります。見えないものを見えるようにする技術の開発が、科学の発見を促すのです。クリスタル・バイオレットやヤヌス・グリーンなどの色素を用いた染色方法が開発されました。

In 1898, Carl Benda, another German scientist, published results from using yet a different stain, crystal violet, to study cells under the microscope. He investigated Altmann’s bioblasts and saw structures that sometimes looked like threads and at other times resembled granules. He coined the term “mitochondrion” for them, from the Greek words “mitos,” meaning “thread” and “chondros,” meaning “granule,” with the plural being “mitochondria.” In 1900, Leonor Michaelis published his findings that the dye Janus green stained mitochondria in living cells, proving that they were real and not artifacts produced by preparation techniques.
(Discovery of the Mitochondria By Carolyn Csanyi; Updated April 25, 2017 sciencing.com)

 

今でこそ中学生でもミトコンドリアを知っていますが、発見当時はそれが何をするものなのか、正体が一切わかりませんでした。染色液を使って染めた場合には、色素が凝集して粒状になっただけではないのか(アーチファクト)という心配もありますし、一体この構造物は何なのかということに関しては混沌としていました。リヒャルト・アルトマン (Richard Altmann, 1852-1900) はこの粒々こそが、生命の最小単位ではないかと考えたくらいです。

Discussions of mitochondria frequently attribute their discovery to the investigations of Richard Altmann around 1890. … , he was able to observe filaments in the cytoplasm of nearly all cell types. Although some of the structures Altmann saw were undoubtedly mitochondria, he positioned his discussion in a very different context than modern thinking about cell organelles. He title d his 1890 book Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen (The Elementary Organisms and their Relations to the Cells). His endeavor was to revise and revive the view that living substances were comprised of elementary living granules (the filaments were, for him, strings of granules). (William Bechtel 著 Discovering Cell Mechanisms: The Creation of Modern Cell Biology Page 80)

 

最初の疑問に戻って、誰が最初にミトコンドリアを発見したのかということですが、アルベルト・フォン・ケリカー(Albert von Kölliker, 1817–1905) にその栄誉を帰する人もいます。1850年にこの構造物を観察していた彼は、1888年には細胞内のこの粒々を取り出して水に入れるとそれが膨らむことを見出しました。つまり、膜に囲まれた構造だということを明らかにしたのです。

Starting around 1850 Kölliker studied granules in muscle cells. In 1888, he separated them from insect muscle and found that they swelled in water and possessed a membrane. These were probably mitochondria, but it is often very difficult to know for sure what structures (or artifacts) he and other early observers were actually observing. (William Bechtel 著 Discovering Cell Mechanisms: The Creation of Modern Cell Biology Cambridge University Press発行 2006年 Page 80 グーグルブックス

 

The mitochondria were first observed by Kolliker in 1850 as granular structures in the striated muscles. In 1888, he isolated them from insect muscles (which contain many slabs like mitochondria) and showed that they swelled in water and contain a membrane around them. In 1882, Flemming named them as the file. Richard Altmann developed a specific stain that had useful specificity for the mitochondria. He named this organelle, the bioblast. (Note on History of Mitochondria kullabs.com)

 

参考

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