現在の観察が行われる前から、細菌は他のほとんどすべての生きた細胞と同様に、その膜に電圧を蓄積しており、この電圧は、とりわけ、エネルギー生産、膜を通した物質の輸送、鞭毛の動き。でもまだ測ってないんですか？一方で、細菌は従来の測定システムには小さすぎるため、また他方では、細菌細胞は固体の細胞壁に囲まれており、それが測定の妨げとなるためです。
このため、Kralj と彼の同僚は、微生物の電気活動を可視化するために、まったく異なるアプローチを選択しました。彼らは、非常に特殊な色素の設計図を使用して人工 DNA 片を設計し、それを細菌細胞に導入しました。次に、微生物はその指示を読み取り、対応する染料を自らの内部で独自に生成します。研究者らによると、そのトリックは色素の設計にあったという。これはタンパク質ロドプシンの修飾であり、これも細菌によって産生され、自然界では光エネルギーを膜電位に変換し、利用可能なエネルギーに変換するために使用される。研究者らがPROPSと名付けたこの新しい変異体は、膜電位の変化に反応し、赤外光が照射されるとそれぞれの状態に応じて蛍光を発する。
その後、研究者らがレーザーで色素を含む大腸菌のコロニーを観察したところ、実際に個々の細胞が光るのが見えたのでしょうか?外部的な理由がなくても。リズムや強さだけでなく、光パルスの持続時間も個々の微生物によって異なり、1秒弱点滅するものもあれば、一度に40秒間光るものもあった。研究者らはその後、呼吸鎖の活動が点滅に重要であることを示すことができた。阻害剤による治療により細菌が食物からエネルギーを得ることができなくなると、発光も停止する。
科学者らは、この点滅はおそらく、イオンが細胞に出入りする細胞膜の個々のチャネルの開閉によるものだと推測しています。これは、細菌の電気生理学が植物や動物の細胞の電気生理学とは大きく異なることを意味します。ここでは、電気活動を生成するのは、そのような多数のイオンチャネルの協調作用です。将来的には、PROPS と関連する染料は、これらの特殊な機能をより深く理解するのに役立つでしょう。
