とはずがたり

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バイオフィルムにおける細菌の動態解析ーcollective fountain flowー

2020-07-03 22:57:36 | 感染症
「全体とは部分の総和以上のなにかである 」と初めて喝破したのはアリストテレスでした。今だとサバクトビバッタ の方が話題なのかもしれませんが、昔からイナゴは大群になると整然とした群れを形成して集団行動をするようになることが知られていました。同様の現象はV字飛行をして飛ぶ雁やイワシの群れなどにも見られます。バクテリアにおけるバイオフィルム形成もバクテリアの集団行動と考えることができるかもしれません。バイオフィルムは固体や液体の表面に付着した微生物が形成する生物膜であり、整形外科の分野だと、黄色ブドウ球菌がバイオフィルムを形成すると、人工関節感染などにおいて抗菌薬や生体の免疫に対して耐性となるため厄介な存在として知られています。
この論文で著者らはmNeonGreen-mNS (mNG-mNS) fluorescent proteinでラベルしたVibrio Choleraeをdual-view inverted selective plane illumination microscope (diSPIM) というphoto-bleachingを起こしくい顕微鏡を用いて観察し、バイオフィルムを形成する際の個々の細菌の詳細な運動を3次元的に明らかにすることに成功しました。その結果、バイオフィルム形成の際に最近は中央部にとどまって動きが少ない集団と、弾道を描くように外部に広がって行く集団が存在し、あたかも噴水のような流れ(collective fountain flow)が、前者をバイオフィルムの最前線へと輸送していることが示されました。このような動きとバイオフィルムの形状はバイオフィルムを形成する基質と細菌の摩擦力によって規定されます。また基質タンパクであるRbmAが無いと噴水のような動きもなくなることもわかりました。様々な分野に応用できそうな新たなイメージング手法を応用したという点でも興味深く、細菌であることを忘れるような美しい動画が印象的な論文です。


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