クローン（細胞生物学）

クローンとは、共通の祖先を持つ同一の細胞の集まりであり、つまり同じ細胞から派生したものである。^{[ 1 ]}

クローン性とは、細胞または物質が一方の供給源または他方の供給源から派生した状態を意味します。したがって、多クローン性（多数のクローンから派生）、オリゴクローン性[ ^{2 ] （}少数のクローンから派生）、モノクローナル性（1つのクローンから派生）などの用語があります。これらの用語は、抗体または免疫細胞の文脈で最も一般的に使用されます。

クローンという概念は、クローンを構成するすべての細胞が共通の祖先を共有しているため重要であり、これは非常に重要な結果をもたらします。それは、遺伝子型が共有されるということです。

1. 最もよく用いられる用法の一つは、B細胞のクローンを説明する場合である。体内のB細胞には、抗体を分泌する最終分化型（つまり、それ以上分裂できない）形質細胞と、増殖能を保持する記憶細胞およびナイーブ細胞という、2つの重要な表現型（機能形態）がある。
2. 細胞の「クローン」について語ることができるもう 1 つの重要な分野は腫瘍です。^{[ 3 ]}多くの腫瘍は1 つの(十分に) 変異した細胞に由来するため、技術的には単一の細胞クローンです。しかし、細胞分裂の過程で、細胞の 1 つがさらに変異して新しい特性を獲得し、新しいクローンとして分岐することがあります。しかし、この癌発生の見方は近年異議を唱えられており、悪性中皮腫 [5] を含む多くの腫瘍は多クローン起源であると主張されています^{[ 4 ] 。つまり、} 2 つ以上の細胞またはクローンに由来しています。
3. グラーフ卵胞内の顆粒膜細胞はすべて、実際にはクローンである。
4. 発作性夜間ヘモグロビン尿症は、骨髄細胞の障害であり、赤血球の寿命が短縮する原因となります。これはクローン増殖の結果でもあり、つまり、すべての異常細胞は元々単一の細胞に由来し、他の「正常な」骨髄細胞の機能も多少損なわれます。^{[ 6 ]}

他のほとんどの細胞は、数回の細胞分裂の後、テロメラーゼという酵素の発現を停止するため、無限に分裂することはできません。デオキシリボ核酸（DNA）の形をとる遺伝物質は、細胞分裂のたびに短くなり続け、細胞はDNAが限界まで短くなったことを感知すると、最終的に分裂を停止します。しかし、「若い」細胞では、この酵素が失われたDNAの断片（ヌクレオチド）を置き換えるため、ほぼ無限の細胞分裂が可能になります。上記の組織は、テロメラーゼの発現が体質的に高いと考えられています。最終的に1つの細胞から多数の細胞が生成される場合、クローン増殖が起こったと言われます。

やや似た概念として、クローンコロニー（ジェネットとも呼ばれる）がある。これは、細胞（通常は単細胞）が共通の祖先を共有するが、クローン増殖の産物が「一箇所」または近接した場所に存在する必要があるという点も共通している。クローンコロニーの例として、細菌培養コロニーや、生体内でより多く見られる細菌膜（例えば、感染した多細胞宿主内）が挙げられる。一方、ここで扱うクローンの細胞は、多細胞生物（通常は脊椎動物）の特殊化した細胞であり、かなり離れた場所に存在している。例えば、同じクローンに属する2つの形質細胞は、異なる記憶細胞（クローン性を共有する）に由来し、頸部リンパ節（首）と鼠径部リンパ節（鼠径部）など、かなり離れた場所に存在している可能性がある。

単細胞真核生物であるゾウリムシ（Paramecium tetraurelia）は、無性生殖と有性生殖の両方を行うことができる。無性生殖、すなわちクローン生殖は、二分裂によって起こる。二分裂は、高等生物の細胞と同様に、染色体の有糸分裂に似た挙動を伴う。有性生殖の形態は、自家受精の一種である自家受精と、異なる細胞間の性的相互作用の一種である接合である。クローン無性生殖は、自家受精または接合の完了後に開始される。P . tetraureliaは無性的に何世代にもわたって複製することができるが、分裂する細胞は徐々に老化し、約200回の細胞分裂の後、細胞が再び自家受精または接合を行えない場合、細胞は活力を失って死滅する。この過程はクローン老化と呼ばれる。 Smith-Sonneborn ^{[ 7 ]} 、 HolmesとHolmes ^{[ 8 ]}、GilleyとBlackburn ^{[ 9 ]}による実験では、 DNA損傷の蓄積がP. tetraureliaのクローン老化の可能性のある原因であることが示されました。この老化プロセスは、多細胞真核生物の老化プロセスと類似しています（老化のDNA損傷理論を参照）。