細菌が体外に放出する粒子の物性調査手法を開発―放出１粒子の物理的違いの解析が可能に：金沢大学/筑波大学
(2020年4月7日発表)
金沢大学と筑波大学の共同研究グループは4月7日、細菌が体外に放出する細胞膜製の微細な小胞の物理的性質を生の状態で調べる手法を開発したと発表した。柔らかく壊れやすいナノレベルサイズの小胞1粒の特性を解析できることから、小胞の実態解明への貢献が期待されるとしている。
膜小胞（メンブレンベシクル,MV）と呼ばれるこの小胞は、細胞膜で構成された微小な袋状の構造体で、大きさは直径20～400nm (ナノメートル、1nmは10億分の1m)程度。細菌の生存戦略に深く関わっている重要な粒子で、細胞間の情報伝達物質や遺伝子の伝播の仲介、感染毒素の運搬、薬剤やウイルスからの攻撃を防ぐ働きなど、さまざまな役割を担っていることが近年明らかになっている。
しかし、小さく壊れやすいため、MVが多様な機能を担う仕組みや、一つ一つのMVの性質などについては不明な点が多く、生理的環境に近い状態でMVを調べられる手法の開発が求められていた。
研究グループは今回、原子間力顕微鏡の位相イメージングという手法を用い、溶液中でMV１粒子の物理的性質を定量的に調べる方法を開発した。原子間力顕微鏡は先端の鋭い探針（プローブ）で試料表面を走査しながらナノレベルの表面凹凸を計測する顕微鏡。吸着性や粘性などの表面の物理的性質がプローブ振動の位相遅れと呼ばれる物理量に影響を与えることを利用すると、試料表面の物理的性質の違いを可視化できる。
この手法を使ってグラム陰性細菌とグラム陽性細菌計4種類の細菌が放出したMVの性質を調べ比較した。
その結果、これらの細菌は、物性の異なる複数のタイプのMVを放出すること、細菌種ごとに、放出するMVに種特異的な性質の違いがあることを見出した。このようなMVの不均一性は、MVの形状や構造ではなく、MVを構成する物質組成に起因することが示唆されたという。
MV１粒子の解析を可能にしたこの新手法は、MVの実態解明やMVを介した生命現象のメカニズムの解明に貢献することが期待されるとしている。
