スハ?イタ?ーマンのように動く微生物の運動と制御メカニス?ムが明らかに

スハ?イタ?ーマンのように動く微生物の運動と制御メカニス?ムが明らかに

画像提供:マイナビニュース

学習院大学は、「スハ?イタ?ーマン」のように動く微生物の運動とその制御メカニス?ムを明らかにしたと発表した。

同研究は、学習院大学理学部の?坂崇之教授らの研究ク?ルーフ?によるもので、同研究内容は、「米国科学アカテ?ミー紀要」において、原著論文として発表された。

「ハ?クテリア」はもっとも単純な生命体のひとつて?あり、大きさは1ミリの1000分の1程しかないが、動く仕組みに注目すると、実に多様て?複雑な様式を発達させていることか?知られている。一般的なハ?クテリアは、「へ?ん毛」と呼は?れる繊維構造をイオンの流れを使って回転させることて?水中を泳いて?いる一方で、へ?ん毛を持たないハ?クテリアについては運動する能力を持つことか?知られていたか?、その詳細な仕組みはこれまて?明らかになっていなかった。

同研究ク?ルーフ?は、世界中て?広く研究されているラン藻の一種のシネコシスティスに注目。これまて?の研究から、細胞の表面には、IV型線毛と呼は?れる糸状の構造物か?生えており、これは固体表面を運動するために重要な構造て?あることか?知られていたか?、この「糸」の細さは8ナノメートルしかなく、この繊維か?と?のように運動に使われているのか、その動きを直接観察することは容易て?はなかった。そこで、線毛よりも厚みか?あり、明るく光る微小なヒ?ース?を目印として線毛に付着させることて?、その動きを検出することににより、細胞か?自身の線毛繊維の伸?・収縮を繰り返す様子を撮影することに成功した。これは「スハ?イタ?ーマン」 か?糸を伸は?したり、手繰り寄せたりする様子とよく似ており、自身の体?の数倍程度のテリトリーの中て?、1分間に10本程度の糸を毎秒0.3-0.8ミクロンの速さて?伸縮していたということだ。さらに、同研究ク?ルーフ?はアヒ?シ?ンという生物工学用途て?汎用されるタンハ?ク質か?、IV型線毛に特異的に結合することを発見。蛍光色素て?標識したアヒ?シ?ンを用いることて?、線毛1本1本を画像化することか?て?きた。 線毛の?さや本数は、電子顕微鏡観察の結果や、動態計測の結果とも一致していた。

また、以前から、細胞は光に対して応答することか?知られていたため、細胞の横方向から?色光を照射することで「糸」か?と?のようにふるまうかを検証した。結果、太陽の直射日光程度の光強度に応答して、糸の伸縮方向を光て?制御することか?て?きたという。例えば、左側から強い?色光をあてると、細胞は光源から逃け?るように、右側にIV型線毛伸は?し、伸縮を活性化させる。これは「光の向き」を検出して、その情報を糸に伝達し、自身の動きを制御する、という細胞の意思決定過程て?あるようにも見ることができる。一般的に、光の方向を認識する生物は真核生物て?あるため、その体?はバクテリアの何倍もの大きさで、目のような器官も持っている。それに対してハ?クテリアは、光の波?程度の大きさて?あり、目のような構造物は存在しない。同研究は、単純な生命体て?あっても高度な情報処理か?可能て?あることを証明したことになるが、光の向き認識に要する時間は1分と遅く、ハ?クテリアの光の向き認識は、真核生物のそれとは本質的には異なる可能性もあるという。

今回の研究により、一般的なハ?クテリアの運動様式であるへ?ん毛の「回転」とは対照的に、IV型線毛はその「伸縮」て?運動することが明らかとなった。伸縮による運動様式は、緑膿菌や淋菌て?は、病原性と関わりか?あることか?知られているか?、その理解は十分とは言えず、同研究成果は「糸」を持つ病原性細菌の理解やその制御といった医?薬学分野て?の応用にもつなか?る可能性か?あるということだ。
(シマダマヨ)

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