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これまでは、である。 EPFLのバイオエンジニアリングおよびグローバルヘルス研究所のAlexandre Persat研究室の博士課程学生であるLorenzo Talà氏は、多くの細菌が這うために使用する構造を直接観察できる顕微鏡検査法を開発しました。 「しかし、細菌は非常に小さいため、生きた細胞で観察することは非常に困難です。 4475>
特に、「タイプIVピリ」と呼ばれる構造がそうです。これは、多くの細菌の表面から伸縮するナノメートル幅のフィラメントで、「痙攣運動」と呼ばれる方法で細菌の歩行を助けています。 この言葉はあまり深刻に聞こえないかもしれませんが、これはある種の病原体の毒性を機械的に活性化させるもので、つまり、病原体と戦うための格好のターゲットなのです」
科学者たちは、土壌によく見られる日和見病原体の緑膿菌 (Pseudomonas aeruginosa) という細菌を研究しました。 院内感染や、嚢胞性線維症、外傷性熱傷、免疫不全患者における重篤な感染症の主要原因であり、現在では世界保健機関の抗生物質耐性監視リストで第1位にランクされています」
しかし、単一の細菌が、その運動を促進するためにIV型ピリの動きを組織化するでしょうか。 「緑膿菌の IV 型毛状突起と病原性の機械的活性化に関する研究において、1 つの技術的パラドックスがフラストレーションの原因となっています: 毛状突起、さらにフィンブリア、鞭毛、注入系が永続的に単一細胞の外に広がっているのに、なぜそれらを直接視覚化できないのでしょうか」
これを克服するために、研究者たちは、オックスフォード大学の共同研究者フィリップ・ククラによって開拓された新しい顕微鏡法を探究しました。 iSCATは、微生物学において大きな技術的進歩をもたらすものです」とPersat教授は言います。 「私たちは最近、この可視化技術について説明しましたが、さまざまな分野の科学者から、単に、培養からそのまま生きた細菌の毛細血管を動的に観察できたという理由で、広範な肯定的なフィードバックを受けました」
IV型毛細動の協調動作を理解するために、研究者はiSCATを使って表面の付着、後退、細胞体の変位の連続を正確に計ることに焦点を当てました。 このアプローチにより、表面上をエネルギー的に効率よく移動するための3つの重要なイベントが明らかになりました。 次に、この収縮によって表面への毛状突起の付着が促進され、細菌の移動が増大する。 4475>
この配列は、毛細がセンサーとして働くことを示し、細菌が表面と相互作用する新しいメカニズムを明らかにするものである。 また、ヒトを含む高等生物が手足を動かして変位を発生させる方法と驚くほど類似しており、細菌が感覚機構を使って運動機械の動的な動きを調整していることも明らかになりました」。 「私たちの研究は、同じように、細菌が触覚を使って分子モーターを順次作動させ、毛細血管の伸縮のサイクルを生成して、歩行パターンをもたらすことを示しています」
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