Insights into cell membranes via dish detergent - Ethan Perlstein

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

翻訳: Hiroshi Uchiyama 校正: Masaki Yanagishita

Every cell in your body

あなたの体の細胞はすべて

is separated from those around it

最外層で覆っている物で

by its outermost layer,

隔てられています

its membrane.

細胞膜です

A cell membrane must be both sturdy and flexible.

細胞膜は頑丈でありながら 同時に柔軟でないといけません

Imagine a membrane made of metal -

細胞膜が金属で出来ていたら

great at keeping the cell's guts inside,

細胞の中身を保護するのは良いのですが

but horrible at letting materials flow in and out.

物質を内外に出し入れするには向きません

But a membrane made of fishnet stocking

一方 網タイツで出来ていたら

would go too far in the opposite direction -

正反対の性質になって

leaky, but easily torn.

漏れやすく裂けやすくなるでしょう

So, the ideal membrane falls somewhere in the middle.

ですから理想的な細胞膜は ２つの中間の性質になります

Over the past few centuries,

過去２、３世紀の間に

we've learned a lot about the way membranes work.

細胞膜の働きについて いろいろわかってきました

The tale starts in the late 1800's

言い伝えでは その物語は

when, according to legend,

1800年代の終盤に

a German woman named Agnes Pockels was doing dishes.

アグネス・ポッケルスというドイツ人女性が 皿洗いをしているときに始まります

Her observation, that not all detergents

すべての洗剤が同じ様に 油を溶解する訳では

dissolve grease in the same way,

ないと観察した事が

piqued her curiosity,

彼女の好奇心をくすぐり

so she made careful measurements

金属のトレイに入れた水の

of the size of soapy films

表面に出来る

that formed on the surface

石鹸膜の大きさを

of a metal tray filled with water.

注意深く計測しました

Later, in the 1920's, GE scientists

その後1920年代に GE（ゼネラルエレクトロニクス）の科学者

Irving Langmuir and Katharine Blodgett

アーヴィング・ラングミュアと キャサリン・ブロジェットが

reexamined the problem with a more elaborate contraption

より精巧な装置でこの問題を再検討し

and found that those tiny slicks

これらの小さな油膜は

were in fact a single layer of oil molecules.

油の分子が作る１層の膜であると 突き止めました

Each oil molecule has one side

個々の分子の一端に

that loves water and floats on the surface,

水を好む部分があり水面に浮きます

and one side that loathes water

もう一端は水を嫌って

and protrudes into the air.

空気中に突き出します

So what does it have to do with cell membranes?

これが細胞膜に どんな関係があるのでしょうか？

Well, at the turn of the 20th century,

そうですね 20世紀の変わり目

chemists Charles Overton and Hans Meyer

チャールズ・オーバートンと ハンス・メイヤーという化学者が

demonstrated that the cell membrane

細胞膜が 油と似た

is composed of substances that,

つまり

like oil,

水と親しい部分と

have a water-loving part

水を疎む部分を持つ物質から

and a water-loathing part.

構成される事を実証しました

We now call these substances lipids.

現代ではこのような物質を脂質と呼びます

In 1925, two scientists,

1925年に２人の科学者

Evert Gorter and Francois Grendel,

エバート・ゴーターと フランソワ・グレンデルは

pushed our understanding further.

私たちの知識をさらに拡げました

They designed an experiment meant to test

彼らは細胞膜の構造を調べる

whether cell membranes

実験を計画しました

are made of only one layer of lipids,

細胞膜が１層の脂質でできている

a monolayer,

単層構造なのか

or two layers stacked on top of one another,

１つの層の上にもう１層が重なる

called a bilayer.

二重層構造かを調べる実験です

Gorter and Grendel drew blood

ゴーターとグレンデルは

from a dog,

イヌ、ヒツジ、ウサギ、ヤギ モルモット

a sheep,

a rabbit,

a goat,

a guinea pig,

and human volunteers.

そして人ボランティアから 採血しました

From each of these samples,

入手したそれぞれの

they extracted all the lipids

赤血球試料から

from all the red blood cells

全部の脂質を分離し

and placed a few drops of this extract

この抽出物の数滴を

on a tray of water.

水を張ったトレイに落としました

True to form, the lipids, like oil,

いつも通り脂質は 油と同様に

spread out into a monolayer,

拡がって単層となりました

whose size Gorter and Grendel could measure.

ゴーターとグレンデルは その広さを測定しました

If they compared the surface area of that monolayer

その単層の面積と

to the surface area to the intact red blood cells,

完全な赤血球の表面積を

they'd be able to tell

比較することで

whether the red blood cell membrane

赤血球の細胞膜が

is one or two layers thick.

単層か二重層か分かります

To understand the design of their experiment,

この実験の原理を理解するために

imagine looking down at a sandwich.

サンドウィッチを真上から 見ることを想像して下さい

If you measure the surface area of what you see,

真上から見た面積は

you'll get the dimensions of a single slice of bread

パン１枚分のサイズです

even though there are two slices,

２枚が重なっていても

one stacked perfectly atop the other.

ピッタリ重なっていれば１枚分です

But, if you open the sandwich

しかしサンドウィッチを開いて

and place the two slices side by side,

２枚のパンを並べて置くと

you get twice the surface area.

その面積は１枚の時の２倍になります

The Gorter and Grendel experiment

ゴーターとグレンデルの実験は

is basically the same idea.

基本的に同じアイデアです

The open sandwich is the monolayer formed

開いたサンドウィッチは単層構造のもので

by extracted cellular lipids spreading out into a sheet.

細胞膜脂質を１枚のシートに広げたものです

The closed sandwich is the intact red blood cell membrane.

閉じたサンドウィッチは 完全な赤血球の細胞膜です

Low and behold, they observed a two-to-one ratio,

驚いたことにその比が２対１と観測され

proving beyond the shadow of a doubt

細胞膜がまぎれもなく

that a cell membrane is a bilayer,

二重層であることを証明しました

which when unstacked,

重なっていない時 つまり

yields a monolayer twice its size.

単層では倍の面積になることからです

So almost 30 years before the double-helix structure

DNAの二重らせん構造が

of DNA was elucidated,

解明される約30年前に

a single experiment

ある一つの実験ー

involving fancy versions of household materials

家庭用洗剤の試薬版を使った実験で

enabled deep insight

細胞の基本的な構造を

into the basic architecture of the cell.

深く理解することができました