1。発酵 ：多くの細菌は、酸素レベルが低い場合、好気性呼吸（酸素を必要とする）から発酵に切り替えます。発酵には、酸素を使用せずに有機化合物の分解が含まれ、ATPの形でエネルギーを生成します。乳酸発酵、アルコール発酵、混合酸性発酵など、さまざまな発酵経路が存在し、細菌が利用可能な基質からエネルギーを抽出できるようにします。
2。嫌気性呼吸 ：特定の細菌は、嫌気性呼吸を行うことを可能にする代替電子輸送経路を持っています。酸素を最終電子受容体として使用する代わりに、これらの細菌は硝酸塩、硫酸塩、フマル酸塩などの代替電子受容体を利用しています。これにより、低酸素条件下で電子輸送チェーンを介してエネルギーを生成し続けることができます。
3。酸素センシングと調節 ：バクテリアには、酸素レベルの変化を感知し、反応するための洗練された調節メカニズムがあります。それらは、酸素の利用可能性に応じて遺伝子発現と代謝経路を制御する特定のタンパク質と酵素を産生します。たとえば、一部の細菌は、酸素代謝、エネルギー生成、およびその他の細胞機能に関与する遺伝子を活性化または抑制する酸素感染転写調節因子を発現します。
4。休眠状態と胞子形成 ：一部の細菌は、低酸素レベルに応じて、胞子形などの休眠状態に入ることができます。胞子は、過酷な条件中に細菌DNAおよび細胞成分を保護する非常に耐性構造です。酸素が再び利用可能になると、胞子は発芽し、代謝活動を再開します。この戦略により、細菌は長期間の酸素剥離に耐えることができます。
5。バイオフィルム層 ：特定の細菌は、表面に付着し、保護マトリックスに囲まれた細胞の複雑なコミュニティであるバイオフィルムを形成できます。バイオフィルムは、低酸素条件下での細菌の生存を促進する微小環境を作成できます。マトリックスは、バイオフィルム内の酸素と栄養素を閉じ込めるのに役立ち、周囲の環境が酸素制限されている場合でも、細菌が必須資源にアクセスできるようにします。
6。同機相互作用 ：一部の細菌は、酸素を産生または消費することができる他の細菌または微生物とのシートロフィー関係に従事しています。たとえば、特定の好気性細菌は、それらの代謝の副産物として酸素を産生する可能性があり、同じ環境で酸素感受性細菌に利益をもたらす可能性があります。この協力により、両方のタイプの細菌が低酸素環境で共存することができます。
7。水平遺伝子導入 ：細菌は、水平遺伝子移動を介して新しい遺伝子と代謝経路を獲得し、変化する環境条件に適応できるようにします。これには、酸素代謝、発酵、または代替呼吸器に関与する遺伝子の獲得が含まれ、低酸素環境で細菌が生存することができます。
これらの多様な戦略を採用することにより、細菌は低酸素状態に対する顕著な回復力と適応性を示します。彼らの生存メカニズムを理解することは、生態学的な役割、バイオテクノロジーの応用、および人間の健康と環境への潜在的な影響に関する洞察を提供します。
