マイクロ流体実験と理論モデリングを使用して、研究者は、異なる粘度のある液体での大腸菌の水泳行動の詳細な分析を実施しました。驚くべきことに、彼らは、大腸菌が水や低粘度の液よりもシロップや蜂蜜に似た粘度が高い液体で速く泳ぐことを観察しました。
この異常な現象を説明するために、研究者は細菌の水泳の力学を掘り下げました。大腸菌は、小さなプロペラのように機能する鞭毛を回転させることで自らを推進します。水のような低粘度液では、鞭毛が自由に回転する可能性があり、結果として効率的な推進力が生じます。しかし、高粘度の流体では、鞭毛はより多くの抵抗に遭遇し、回転を遅くし、推力が少なくなります。
興味深いことに、研究者たちは、抵抗の増加が大腸菌の水泳軌跡の変化にもつながることを発見しました。低粘度液では、大腸菌は直線で泳ぐ傾向があります。対照的に、高粘度の流体では、細菌は方向の頻繁な変化を特徴とする、より転がる動きを採用しています。
研究チームによると、このタンブリング行動は、大腸菌が粘性環境でより効果的に移動できるようにする重要な適応である可能性があります。タンブリング運動により、細菌は周囲をより効率的に探索し、生存のためにより好ましい状態を見つけることができます。
研究者たちは、大腸菌が異なる粘度にどのように反応するかについてのこの理解が、バクテリアが人体、土壌、産業環境などの多様な環境をどのようにナビゲートするかに光を当てることができると考えています。この調査結果は、運動性に基づいて細菌の動きまたは別々の細菌を操作するマイクロ流体デバイスの設計にも通知することができます。
大腸菌の高粘度液における水泳行動は、最初は直感に反しているように見えるかもしれませんが、周囲への微生物の顕著な適応性を示しています。従来の仮定に挑戦することにより、この研究は、細菌の運動性と生態学的な成功を支配する複雑なメカニズムに対する新しい洞察を提供します。
