Becker's World of the Cell（ベッカー細胞の世界）

引用

Hardin, J., & Lodolce, J. P. (2021). Becker's World of the Cell (10th ed.). Pearson.

章の要約

第10版は全26章と付録「Visualizing Cells and Molecules」からなる。各章には、出版社が章ごとに挙げている2つの定型的な記事がある。実験法や画像化の方法を取り上げる「Key Techniques」と、その章を疾患や日常の健康に結びつける「Human Connections」である。出版社は、本書を生化学の扱いが手厚いことで知られる教科書と述べ、第10版ではデータの解釈と分析を求める問題が加わったとしている。

第1–4章：細胞生物学への序説／細胞の化学／細胞の高分子／細胞と細胞小器官

最初の4章は土台づくりである。分野の概観（Key Technique：免疫蛍光法）、細胞の化学（質量分析法。Human Connections：磁気共鳴画像法）、高分子（X線結晶構造解析。凝集したタンパク質とアルツハイマー病）、そして細胞小器官（遠心分離による細胞小器官の単離。リソソームの機能不全）を扱う。

第5–6章：生体エネルギー論：細胞内のエネルギーの流れ／酵素：生命の触媒

エネルギーの流れと酵素は、膜より前に、それぞれ独立した章として扱われる。Key Techniques は結合を調べる等温滴定カロリメトリーと、KmとVmaxを求める酵素アッセイで、Human Connections は食品のエネルギー量と、酵素を標的とする降圧薬であるACE阻害薬を扱う。

第7–8章：膜：その構造、機能、化学／膜を越える輸送：透過性の壁を越える

まず膜の構造と化学、続いて膜を越える輸送を扱う。記事は、膜タンパク質のSDS-PAGE、カエルの卵母細胞での膜タンパク質の発現、そして膜輸送、嚢胞性線維症、遺伝子治療の展望を扱うHuman Connectionsである。

第9–11章：化学合成従属栄養のエネルギー代謝：解糖と発酵／化学合成従属栄養のエネルギー代謝：好気呼吸／光合成従属栄養のエネルギー代謝：光合成

エネルギー代謝に3章が充てられている。解糖と発酵、好気呼吸、光合成である。記事には、経路をたどって原子の行方を調べる同位体標識、細胞構造の三次元電子顕微鏡観察、吸収スペクトルと作用スペクトルが含まれる。Human Connectionsは、食事で摂る糖、危険な減量薬としての脱共役剤DNP、植物のキサントフィルサイクルと結びつけている。

第12–15章：内膜系／細胞骨格系／細胞運動：運動性と収縮性／細胞の外へ：細胞接着、細胞間結合、細胞外構造

構造と運動のブロックである。内膜系（臨床的な関連はLDL受容体とコレステロールの取り込み）、細胞骨格（リステリア感染とアクチン重合）、運動性と収縮性（モーターと左右軸の決定）、そして細胞外の構造（細胞外マトリックスをゼロから組み立てる。接着の弱さによる皮膚の水疱症）を扱う。

第16–20章：細胞の情報の構造的基盤：DNA、染色体、核／DNAの複製、修復、組換え／遺伝子発現I：遺伝暗号と転写／遺伝子発現II：タンパク質合成と輸送／遺伝子発現の調節

5つの章が遺伝情報の流れをたどる。記事には、方法（蛍光in situハイブリダイゼーション、ポリメラーゼ連鎖反応、DNA–タンパク質相互作用の検出、蛍光融合タンパク質、RNAi）と、疾患とのつながり（ラミンと早老症、色素性乾皮症、細菌の抗生物質耐性、エピゲノムとレット症候群）が混在している。

第21章：細胞生物学のための分子生物学的技術

方法を専門に扱う章で、Key TechniqueはDNAクローニング、Human Connectionsは遺伝的個人識別におけるSTR（短い反復配列）である。

第22–23章：シグナル伝達機構I：ニューロンの電気的・シナプス性シグナル伝達／シグナル伝達機構II：メッセンジャーと受容体

シグナル伝達は2つに分かれる。まずニューロン（パッチクランプ。美容目的でのボツリヌス毒素）、次にメッセンジャーと受容体（カルシウム指示薬とイオノフォア。一酸化窒素のシグナル伝達と血管収縮）である。

第24–26章：細胞周期と有糸分裂／有性生殖、減数分裂、遺伝的組換え／がん細胞

本書は、細胞周期（FACS解析による細胞の測定。タキソールとがん治療）、減数分裂（メンデルの法則によるヒトの疾患の予測。ダウン症候群と不分離）、がん細胞（がんに対する合理的な薬剤設計。乳がん診断における分子レベルの探究）で終わる。

主要概念

第1–11章：化学、エネルギー、膜

• 高分子：第3章で扱うタンパク質、核酸、その他のポリマー。
• 生体エネルギー論と酵素：エネルギーの流れ（第5章）と、酵素アッセイによるKmとVmaxの決定を含む酵素（第6章）。
• 化学合成従属栄養と光合成従属栄養のエネルギー代謝：解糖と発酵、好気呼吸、光合成（第9–11章）。

第12–21章：構造、運動、情報

• 内膜系：第12章の細胞小器官のネットワーク。
• 細胞骨格系：第13章の主題で、運動性と収縮性は第14章。
• 遺伝子発現：遺伝暗号、転写、タンパク質合成と輸送、調節（第18–20章）。

第22–26章：シグナル伝達、細胞分裂、がん

• シグナル伝達：ニューロンの電気的・シナプス性シグナル伝達、およびメッセンジャーと受容体（第22–23章）。
• 減数分裂と遺伝的組換え：第25章。
• がん細胞：最終章。

批判的分析

長所

• 構造に組み込まれた生化学。 出版社は生化学の扱いが手厚いことを特に挙げており、目次もそれを裏づける。細胞の化学、高分子、生体エネルギー論、酵素が第2–6章を占め、エネルギー代謝には独立した3章（第9–11章）が充てられている。Karp の教科書ではこれが2章（第5–6章）に、第3章の代謝の節が加わる構成である。
• 一貫した記事の型。 すべての章に Key Techniques があり、26章中24章に Human Connections があるので、方法と臨床的な意味が常に本文の近くにある。出版社はまた、第10版がデータの解釈と分析を促す問題を備えていると述べている。
• 方法を2か所で扱う。 第21章は分子生物学的技術の専門の章であり、付録「Visualizing Cells and Molecules」は画像化を扱う。記事で使われている方法を調べる場所が用意されている。

短所

• 免疫と発生の章がない。 目次には、免疫応答の章（Karp の本にはある）も、接着の章以外に発生や組織についての章もない。これらを扱う授業は他の資料が必要になる。
• 1学期には長い。 1冊に26章と付録があるため、1学期の授業では章を選ぶ必要がある。目次には任意の章を示す印がない。
• 冒頭が化学中心。 最初の6章は、第7章で膜が展開される前に、化学、高分子、生体エネルギー論、酵素に集中している。生化学の扱いが手厚いという出版社の強調は化学に抵抗のない学生に合っており、細胞の組織や情報の流れに早く進みたい読者は、この導入部を急いで通り抜ける必要がある。

コースにおける位置づけ

Becker's World of the Cell は、2年次の細胞生物学の授業の主教科書である。このコースのリストで最も近い代替は Karp の Cell and Molecular Biology で、全18章、細胞分裂、がん、免疫を別々の章で扱い、特集を知見の背後にある実験を軸に組んでいる。Becker は全26章で、エネルギー代謝と酵素により多くの紙幅を割き、方法の内容を本の中ほどの章と各章の記事に置いている。

Essential Cell Biology は入門の授業向けに書かれた、より穏やかな出発点である。Molecular Biology of the Cell は、中程度の長さの教科書を超える詳細を調べるための、より包括的な本である。Pollard の Cell Biology は、分子構造と物理的機構を通して細胞の過程を説明する研究者が書いた本であり、The Cell: A Very Short Introduction は先に読める、専門的でない短い概説である。

本書の使い方

本書は、入門生物学と一般化学を修めた、生物学・生化学などの課程の2年次の学部生向けである。化学に不安がある読者は、後の代謝や分子の章がそれらの上に築かれるため、第2、3、5、6章に時間をかける覚悟が必要である。

実践的な進め方は、第11章までを生化学的な土台として順に読み、次に第12–15章を、細胞小器官、細胞骨格、細胞外環境のひとまとまりとして読むことである。第16–21章は情報のブロックで、分子生物学や遺伝学の授業と自然に組み合わせられ、第21章は方法の参照先になる。第22–26章は、シラバスの必要に応じた順で読めばよい。

Key Techniques は実験授業の準備や研究論文を読むときに読み、Human Connections はその章の医学的な意義を結びつけるために使う。各章のあとにデータ解釈の問題を解くとよい。出版社がこの版の新しい重点として示しているからである。