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Bessy IIは、内部コンパスの構築方法に光を当てています

磁気触覚細菌(MTB)は、地磁気系統に沿って方向付けてナビゲートすることができます。この並外れた能力は、マグネタイト(Fe3O4)またはグレイギテ(Fe3S4)の細胞内磁気結晶の形成に基づいています。結晶は、脂質膜に囲まれたマグネトソームと呼ばれる特殊なオルガネラにあります。磁石は細胞内の鎖に配置され、その磁気モーメントは鎖の長軸に沿って整列します。この配置により、細菌は地球の磁場の方向を感知し、それに応じて体を整列させることができます。

磁気セプションは近年集中的に研究されており、本質的に最も驚くべき成果の1つですが、マグネトソーム形成の正確なメカニズムはまだ完全には理解されていません。細胞質からのマグネタイトまたはグレイギテの直接的な沈殿、膜結合鉄硫化物の磁鉄鉱への変換、または磁石膜を介した鉄および硫黄イオンの輸送を含むより複雑なプロセスなど、いくつかのモデルが提案されています。

マグネトソームの形成メカニズムに光を当てるために、ミュンヘン工科大学(TUM)の研究者は、ヘルムホルツゼントラムベルリン(HZB)でシンクロトロンX線顕微鏡と分光法を使用して、マグネトタクティック細菌マグネトスピリルム磁気AMB-1を研究しました。これらの手法の組み合わせにより、彼らは高空間分解能で磁石の元素組成と磁気特性を分析することができました。

結果は、マグネトスピリルム磁気AMB-1のマグネトソームが薄い膜に囲まれたマグネタイトコアで構成されていることを示しています。コアには、約50%の鉄と50%の酸素が含まれており、逆スピネル構造に配置されています。膜は、脂質、タンパク質、炭水化物の混合物で構成されており、厚さは約5 nmです。

研究者はまた、磁石が細胞質からの磁鉄鉱の直接的な沈殿によって形成されることを発見した。このプロセスは、磁気膜内の鉄と酸素イオンの蓄積によって開始されます。次に、イオンはフォームマグネタイト結晶に反応し、最終サイズに達するまで成長します。

これらの発見は、マグネトソームの形成メカニズムに関する新しい洞察を提供し、地球の磁場系統に沿って磁気触覚細菌がどのようにナビゲートするかについての理解に貢献します。

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