変動する環境における、細菌の細胞サイズ分布にまつわる普遍性の発見
研究成果 2021/11/10
細胞は、同じ種類であっても個体により大きさが異なります。これまで、定常的な環境において細胞サイズの分布がどのような法則に従うのか、様々な研究がなされてきました。しかし、細胞は一般的には変動する環境に生息し、そうした環境でのサイズ分布に関する法則は、観測に技術的な困難が伴うことからも、理解が進んでいませんでした。そこで、東京大学大学院理学系研究科の嶋屋拓朗大学院生、竹内一将准教授と、同総合文化研究科の大倉玲子特任研究員、同総合文化研究科／生物普遍性機構の若本祐一准教授らの共同研究チームは、細胞集団の環境を高度に制御する新しいデバイスを構築し、急激な栄養飢餓に対する大腸菌集団の応答の様子を観測しました。すると、飢餓で細胞が全体的に小さくなりつつも、サイズ分布の形状は変わらず、スケール不変性という統計的性質を満たし続けることを発見しました。またシミュレーションも併せて行い、飢餓過程の「速さ」が、スケール不変性が成り立つかどうかを決定することを示しました。これらは、細菌集団が環境変動の速さを集団レベルで認識することを示し、バイオフィルムの制御手法開発につながる可能性があります。
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