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磁性細菌 (じせいさいきん。英語、Magnetotactic bacteria)とは、磁力に反応して移動を行う細菌の総称で、1975年 Richard Blakemoreにより見出された[1] 。菌体内にはマグネトソームと呼ばれる磁性体を保持した細胞内小器官が見られ、磁性体にはマグネタイト(Fe3 O4 ) [2] や 鉄硫黄タンパク質の単結晶グレガイト(Fe3 S4 )[3] が利用されている。
走磁性細菌
磁性細菌の中には走磁性細菌 (そうじせいさいきん)と呼ばれる者も含まれる。走磁性細菌とは、地磁気に沿って鞭毛で移動する磁性細菌の事である[4] [5] 。この菌は自身の増殖の為には鉄イオンが必須で、ほぼ100%の利用効率で鉄イオンを利用しマグネタイトを生合成している[6]
例えば、アクアスピリルム属の Aquaspirillum magnetotacticum 、マグネトスピリルム属のMagnetospirillum gryphiswaldense などが知られている。
ヒトによる利用
磁性細菌はマグネトソームの中に、自身が外部から取り込んだ鉄などの元素を代謝して生合成した微小な磁石を持っている[4] 。そのために磁性細菌の菌体は、充分な強さの磁力を持った磁石が存在すると、そこに吸い寄せられて付着する[7] 。
そこで、何らかの金属元素で汚染された排水などの中で磁性細菌を培養し、菌体に金属元素を吸着させ、その後、磁石で磁性細菌を回収する事で、排水中の金属元素も同時に除去できる事が確認された[8] 。
また、ニッケルが溶存した溶液で磁性細菌を培養すると、ニッケルが磁性細菌に取り込まれただけでなく、金属ではないテルルが溶存した溶液で磁性細菌を培養した場合には、テルルが磁性細菌に取り込まれた[7] [注釈 1] 。
もちろん、こうした元素を取り込んだ磁性細菌も磁石で溶液中から回収できる。この性質を利用する事で、磁性細菌を利用したバイオレメディエーションが可能である[7] 。
脚注
注釈
^ 例えば、テルルがヒトに摂取された場合、約0.25 mgで中毒症状が現れ、致死量は約2 gと見られている。
出典
^ Richard Blakemore (1975). “Magnetotactic bacteria”. Science 190 (4212): 377-379. doi:10.1126/science.170679. https://doi.org/10.1126/science.170679 .
^ 松田強, 有井達夫, 遠藤潤二, 長我部信行, 外村彰「28a-HJ-1 走磁性細菌の電子顕微鏡的観察」『年会講演予稿集』第38.3巻、日本物理学会、1983年、 372頁、 doi:10.11316/jpsgaiyod.38.3.0_372_2、 NAID 110002211229。
^ 松永是「磁性細菌」『日本農薬学会誌』第21巻第4号、日本農薬学会、1996年、 468-472頁、 doi:10.1584/jpestics.21.468、 ISSN 1348-589X、 NAID 130004093232。
^ a b 中西 貴之 『人を助ける へんな細菌 すごい細菌』 p.142 技術評論社 2007年10月25日発行 ISBN 978-4-7741-3220-4
^ 堀石七生「マグネタイト微粒子 : 磁気の効用を探る(話題を探る)」『化学と教育』第40巻第11号、日本化学会、1992年、 768-772頁、 doi:10.20665/kakyoshi.40.11_768、 ISSN 0386-2151、 NAID 110001801834。
^ 松永是「磁性細菌の利用」『BME』第3巻第11号、日本生体医工学会、1989年、 40-46頁、 doi:10.11239/jsmbe1987.3.11_40、 ISSN 0913-7556、 NAID 130004308981。
^ a b c 中西 貴之 『人を助ける へんな細菌 すごい細菌』 p.144 技術評論社 2007年10月25日発行 ISBN 978-4-7741-3220-4
^ 中西 貴之 『人を助ける へんな細菌 すごい細菌』 p.144、p.145 技術評論社 2007年10月25日発行 ISBN 978-4-7741-3220-4
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新規走磁性細菌の単離・培養 本研究室では磁性細菌の多様性を明らかにし、走磁性の生理的意義を解明するため新規の磁性細菌の単離培養を進めている。 金沢市内の湖沼から、長さ約13 µm、直径約8 µmの巨大な磁性桿菌GRS-1株(既知の磁性細菌で最大)を見いだした。 本細菌は、γプロテオバクテリアに属し、数百個以上の磁鉄鉱結晶からなる長いマグネトソーム鎖を有し、また、細胞内にカルシウムを多量に蓄えていた。 細胞極で数本のべん毛を束ね、これを用いて走磁性運動を行っている事がわかった( Microbiology (2014) 160:2226-2234 )。 観察が容易かつ大量の磁気微粒子を合成するGRS-1を単離培養できれば、走磁性運動や磁気感応マシナリーの解明への貢献が期待される。
菌体内にマグネタイトの磁気微粒子を合成する走磁性細菌は,地磁気を感知する能力をもつ微好気性の細菌であり,磁場の向きにより,その運動方向が決まる.走磁性細菌が合成する磁気微粒子は,単磁区構造を示し,その大きさも約100nmと小さく,さらにそのまわりは脂質を主成分とする有機薄膜で覆われていることが確認された.酵素・抗体固定化担体として,この磁気微粒子を利用したところ,酵素・抗体固定化量は人工の磁気微粒子に比べ多いことが示された.また,磁気微粒子は赤血球・白血球などへ導入可能であった.さらに,走磁性細菌をマイクロ磁気センサーへ応用し隕石のつくる磁力線の方向の測定を行った. 引用文献 (10) データが取得できませんでした。 著者関連情報 © 社団法人 応用物理学会 前の記事 次の記事
この疑問は細菌が生息する環境を考えると説明がつきそうである.走磁性細菌は湖沼や海の有機栄養源となる堆積渦の表面近くに生活している.この泥は表面では褐色の酸化層ができて,その下には黒色の還元層をつくるが走磁性細菌はごく微量の酸素が存在する中を好む微好気性細菌であることがわかる.ではなぜ走磁性細菌は北半球と南半球で異なる指向性をもつのだろうか? 地球磁場の磁力線は,北半球では緯度が高くなると垂直成分をもち斜め下を向くが,南半球では斜め上を向く. 図: 北半球と南半球における地球磁場の方向 とそこでの走磁性細菌の運動
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英
bacterium ,(pl.) bacteria
同
バクテリア
関
特殊な細菌 、細菌の鑑別 、細菌の同定 ?、細菌の分類 ?
細菌の命名
ラテン語であり、イタリックで表す。
「属名 + 種名」で表現される。
グラム染色性と形状による分類と疾患
[★]
英
fungus 、fungi 、microbial
関
菌類 、真菌 、真菌類 、微生物
[★]
英
magnetism 、magnetic
関
磁力 、マグネチック 、マグネティック