ミクソコッカス・ザンサスという細菌が2020年の微生物に選ばれました。この種の細菌は社会的集団で生活し、驚くべきコミュニケーション能力を持ち、魅力的な戦略のおかげで困難な時代を生き抜くことができます。しかし、それだけではありません。微生物は既知の中で最大の細菌ゲノムの 1 つも持っています。彼らとその親戚もさまざまな生物学的に活性な物質を生産します。したがって、それらは人間、動物、植物のための新しい薬を発見する大きな可能性を秘めています。
土壌、水中、地上、そして私たちの体内であろうと、微生物は地球上のほぼどこにでも生息しています。地殻の数キロメートルの深さにある私たちの惑星の「地下室」でさえ、微生物が生息しています。これらの小さな生物は、日常生活ではほとんど注目されないことがよくあります。しかし、それらがなければ、人生は私たちが知っているように機能しません。微生物は生態系だけでなく私たちの健康にも重要な役割を果たしています。この小さな生物の重要な機能と多様性に注目を集めるために、一般応用微生物学協会 (VAAM) は毎年、年間最優秀微生物を選出しています。今回、専門家はMyxococcus xanthusを選択しました。これらの棒状細菌は社会的集団で共同生活し、他の細菌を食物源として利用することが知られています。
たとえば、微生物は群れの中で大腸菌などを狩ります。しかし、厳しい状況では、彼らは共食いに変わることもあります。食べ物が不足すると、グループ内の微生物はより良い状況を待ちます。無数の細胞が集まって球状の山を形成し、キノコのような黄色の子実体を形成します。細い棒状の細胞は丸い胞子に変化し、飢餓や干ばつの期間にも耐えることができます。しかし、飢えた細胞の大部分は溶解し、食料源として機能します。つまり、集団の生存のための共食い自殺です。棒状細胞の一部は子実体の外側に残り、新しい食物源の検出に役立ちます。過酷な条件が終わると、子実体の残りの桿体と胞子から活発な細胞群集が再び形成され、再び獲物を求めて群れを成します。
複雑な社会構造
この種の行動は驚くべき社会的協調性を示しています。Myxococcus xanthus は細菌が互いにいかにうまくコミュニケーションできるかを示す代表的な例です。細胞が互いにいかに正確に「調整」するかは、微生物学者さえも驚くべきことです。さまざまな化学シグナル伝達物質と複雑な受信システムにより、隣接する細胞の調整が保証されます。このようにして、細菌は、たとえば子実体を形成するために結合する必要があるときに通信します。微生物の動き方も興味深いものです。個々の細菌は 2 つの異なる方法で動くことができます。一方で、彼らは何千ものタンパク質サブユニットから構成される髪の毛の形をした付属物を使用します。個々のいわゆる線毛は、伸びて表面に付着し、その後再び短くなります。これにより、細胞を前方に引っ張る力が生じます。
一方、細菌は滑ることができます。それらはタンパク質複合体の助けを借りて基質に付着します。これらのタンパク質複合体は細胞の前極で形成され、基質に結合してから細胞の後端に移動します。こうして細胞は前に進んでいくのです。どちらの運動メカニズムも継続的に繰り返され、個々の細胞と大きな細胞グループが協調して前進します。マールブルクのマックス・プランク陸生微生物研究所の粘液細菌研究者、アンケ・トロイナー・ランゲ氏は、「捕食性の群コロニーや子実体形成中のM. xanthusのさまざまな移動パターンを観察するのは興味深い」と語る。
可能性を秘めた天然物質の源
ミクソコッカス・ザンサスは約1,000万の塩基対を持ち、最大の細菌ゲノムの1つを持っています。彼らの入念なライフスタイルは、バクテリアが犠牲者を殺すための抗生物質やコミュニケーションのためのメッセンジャー物質など、多くの生物学的に活性な物質を生成することも意味します。構築セットのように、粘液細菌はさまざまな小分子を組み立てて複雑な物質を形成します。これらには、たとえば、胞子が活性細胞に発達する際に重要な役割を果たす特徴的な黄色の色素が含まれます。揮発性物質のゲオスミンは、M. xanthus の典型的な土臭さの原因です。このような物質は医師にとって非常に興味深いものです。Myxococcus xanthus および粘液細菌目の関連代表物質は、新薬の可能性のある供給源としてますます重要になっています。たとえば、最近発見されたコラロピロニンは、新しい広域抗生物質となる可能性があります。癌、ウイルス、真菌性疾患に対する植物保護に対する有効成分も現在研究されています。
出典: ドイツ生物学・生命科学・生物医学協会
