微生物細胞集団による周囲の形状の認識機構の解明

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ラン藻におけるマット形成機構をSpirulina platensisを材料として研究した。ラン藻の細胞懸濁液にcAMPを添加すると細胞は凝集運動を始め、わずか10分でマットを形成する。必要とされるcAMPの濃度は、ラン藻自身が周囲に分泌するcAMPの濃度とほぼ等しい10^<-7>Mであるため、このマット形成は生理的にも生態的にも重要なものと考えられる。cAMPは細胞の運動を促進すると同時に呼吸も促進すること、マット形成には食塩が必要であることをこれまでの研究で明らかにしてきた。本年度の研究においては、マット形成に対する至適pH、食塩の至適濃度、他の塩の効果を調べ、マット形成の仕組みを明らかにすることを目的とした。その結果以下のような事柄が明らかになった。1)マット形成は生理的なpHであるpH7〜9で見られた。2)食塩の効果は濃度が0.25Mのときに最も大きく、それ以上の濃度ではかえって阻害が見られた。3)Na^+と同じ一価のイオンであるLi^+およびK^+はマット形成に対して弱い効果を持つが、二価のイオンであるCa^<2+>やMg^<2+>は全く効果がなかった。Na^+チャンネルの阻害剤や、細胞膜の内外のNa^+濃度勾配を消失させるイオノフォアがマット形成を抑制することから、細胞の凝集にはNa^+濃度勾配の存在が必要であると考えられる。これらの結果からNa^+は細胞内へ流入することによって凝集のためのエネルギーを供給し、マット形成を行わせていることが示唆された