細菌は北と南を指すこともできるのでしょうか? ！

自然界の生物の中には、ナビゲーションシステムを持って生まれてくるものもいるようです。例えば、伝書鳩は長距離でも間違えることなく手紙を届けることができ、ミツバチは花の間をさまよっても巣に戻る道を見つけることができ、サメは海で迷うことなく長時間長距離をまっすぐ泳ぐことができます。謎を解明するには、地磁気の存在が現実的な根拠となり、各国の「航行能力」が鍵となる。

道を知っている微生物はいるのでしょうか？答えはイエスです。磁性細菌がそれです。第二次世界大戦の終結後、各国の科学技術の生産性は急速に発展し、人々の研究の分野と内容は大きく拡大し、深化しました。

1950年代後半、イタリアのベリーニは、ある種の細菌が地球の磁場を感知できることを初めて観察しました。しかし、多くの「最初の発見」と同様に、この発見も当時はあまり注目を集めませんでした。 10 年以上経って、アメリカの細菌学者リチャード・P・ブレイクモアは、偶然、海洋シルトや沼地の堆積物の中で磁場に沿って移動できる細菌をいくつか発見しました。

彼がそれらを顕微鏡の下に置くと、微生物は常にスライドの一方の端に向かって移動していることを発見しました。そこで彼はあるアイデアを思いつき、スライドの横に磁石を置いたところ、驚くべき光景が生まれました。これらの小さな物体が実際に磁石の北極に向かって動いたのです。この時点で磁性細菌が正式に登場し、ブレイクモアは磁性細菌の発見者としても認められました。

磁性細菌は、実際には特定の種類の細菌の名前ではなく、一般的な用語です。磁性細菌は、桿菌、球菌、スピロヘータ、ビブリオなどの細菌に見られます。これらの細菌の共通点は、科学者によって次々と発見されています。例えば、通常はグラム陰性細菌であること、体に鞭毛があること、運動性があること、周囲の環境から鉄を摂取できること、体内にマグネトソーム（タンパク質やリン脂質で包まれた、細胞毒性のない鉄を含む小さな磁性粒子）を形成することなどが挙げられます。分布も多様ですが、主に海、湖、川の底泥や土壌に生息しています。

連続的に配列されたマグネトソーム

発散的思考が得意な読者なら、ブレイクモアの実験は米国で行われるべきだったと推測するかもしれない。磁性細菌は磁石の北極、つまり地磁気の南極（地球の北極）に向かって移動します。では、この実験が南半球のどこかで行われた場合、微生物はどのように移動するのでしょうか?これを赤道付近で行った場合、磁性細菌は動かないままになるのでしょうか、それともいずれかの極に向かって移動するのでしょうか?

上記の質問に対する答えはすでに明らかにされています。 1980年代にアメリカの科学者が関連研究を行い、南半球の地磁気北極（地球の南極）に向かって移動する細菌が実際に存在し、赤道付近では2種類の細菌が共存していることを発見しました。

では、なぜ磁性細菌はこのような方向性を持つのでしょうか? 「使わなければ失う」という観点から見ると、ほとんどが嫌気性微生物である磁性細菌は、水やヘドロなどの環境（無酸素または嫌気環境）で移動するためにこの運動性を必要とし、その実用的な基盤は上記のマグネトソームです。

各細胞には多数のマグネトソーム（Fe3O4 と Fe3S4 を含む 2 ～ 10 個の粒子）が含まれています。これらは均一な大きさで、角柱状（六角形または八角形）です。各マグネトソームにはN極とS極があり、細胞内で直線状に並んでおり、細菌が地磁気に沿って移動することを可能にします。さらに、磁性細菌の磁性能力は遺伝性であることが研究によって確認されており、いくつかのマグネトソーム合成遺伝子もクローン化されています。

マグネトソームを過小評価しないでください。マグネトソームはハイテク分野のスター素材です。まず第一に、その仕上がりと素材は人工製品よりもはるかに優れています。磁性体は小さく均一であるため、理想的な磁気記録材料となり、コンピュータのメモリ要素を作成するのに最適です。その超常磁性を利用して、幅広い用途の磁性液体を生産することができます。高い保磁力特性を活かして、磁気キーや磁気カードの製造に使用できる高密度記憶磁性粉末を生産できます。

コンピュータのメモリコンポーネント

第二に、非常に生物に優しいです。マグネトソームは細胞毒性のない生物学的磁石です。これらは特定の薬剤を送達するためのキャリアとして使用することができ、実際に使用されており、臓器や組織の治療の分野で並外れた機能を持っています。さらに、マグネトソームはバイオセンサーなどの製造のためのトランスジェニックベクターとしても使用できます。

バイオセンサー

磁性細菌の研究がさらに深まるにつれ、次々と発見と驚きが生まれ、人類にさらなる恩恵をもたらすことになると信じています。

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