ベシクルとシャボン玉

　さて、この世にある物質は、小さな原子からできている。その原子は、プラスの電気を持つ原子核と、マイナスの電気を持つ電子からできている。原子核は原子の中心にあり、プラスの電荷を持つ陽子と、電荷を持たない中性子という粒子がいくつか集まったものである。

　しかし、電子は（形の決まった粒子というよりは）原子核の周りにぼんやりと広がる雲のようなイメージだ。だから、電子雲と呼ばれることもある。分子は原子がいくつか結合したものだが、同じイメージで考えてよい。いくつかの原子核を電子雲が包んでいるイメージだ。この電子雲は、いつもフワフワと揺らいでいる。

　多くの原子や分子では、原子核のプラスの電荷（物体が持つ電気量）と電子のマイナスの電荷が等しいので、相殺されて全体では中性（電荷がゼロ）になっている。

　しかし、電荷に偏りのない中性の原子や分子であっても、ある瞬間にはプラスの電荷の中心とマイナスの電荷の中心がずれることがある。そういうときに、原子間あるいは分子間に働く電気的な力を、ファンデルワールス力という。

　リン脂質が水中にたくさんあると、リン脂質同士で集まる性質がある。このとき、リン脂質は、ファンデルワールス力で集まるのだ。

　水中で集まったリン脂質は、いろいろな形をとる。水中に頭を突っ込んで、肢を水面から上に突き出した状態で並ぶこともある。あるいは、水中で頭を外側に向け、肢を内側に向けて、ボールのような形に集まることもある。これはミセルと呼ばれる。とにかく水に触れるのは親水基だけにして、疎水基は水に触れないように並ぶわけだ。

　ミセルはボールのような形で、リン脂質が外界と内部を仕切っている。だがミセルでは、細胞は作れない。細胞はその内部で化学反応を行うのだから、内部が水でなくてはいけない。ミセルの内側には疎水基が突き出しているので、内部を水で満たすわけにはいかない。

　ミセルの内部には空気などが入る。

　では、内部も水にするには、どうしたらよいだろうか。それには、リン脂質を二重膜にすればよい。肢と肢を向かい合わせにして二重膜を作れば、ボールの外側にも内側にも親水基を出すことができる。

　こういう構造をベシクルという。ベシクルは中身が空っぽ（といっても水は入っているが）の細胞といってもよい。こういう両親媒性分子のベシクルは、実験で簡単に作ることができる。

　身近なベシクルの例としては、シャボン玉がある。つまりシャボン玉も、両親媒性分子の二重膜でできている。

　ただし、細胞は水中のベシクルだが、シャボン玉は空気中のベシクルだ。シャボン玉の両親媒性分子は頭と頭を向かい合わせにして二重膜を作っているので、シャボン玉の外側にも内側にも疎水基が突き出ている。だから、シャボン玉は、外側も内側も空気である。こういうベシクルを逆ベシクルと呼ぶこともあるが、膜の性質は共通だ。

　ふつうのシャボン玉だとすぐに割れてしまうが、洗剤に糊のりなどを混ぜて割れにくくしたシャボン玉だと、指を刺しても割れないことがある。指を刺したまま、スーッと指を横に動かすこともできる。実際の細胞膜には、たくさんのタンパク質が刺さっている。そのタンパク質は細胞膜の中を水平に移動できるが、シャボン玉に刺した指を動かすと、そのことが実感できる。

　これは両親媒性分子が、膜の中を自由に動けるためである。また、シャボン玉はとても柔らかくて、1つのシャボン玉がちぎれて2つのシャボン玉になることもある。まるで細胞分裂みたいだ。これらは、たとえばゴム風船には、とてもできない芸当である。

（本原稿は『若い読者に贈る美しい生物学講義』からの抜粋です）