まるで生きている電線―。そんな驚くべきバクテリアの新種が発見されました。この発見は、医療、産業、食品安全、さらには環境のモニタリングや浄化など、様々な分野で活躍する未来のバイオエレクトロニクス・デバイス開発に、新たな道を切り開くかもしれません。科学者たちは、電線のように機能するこの新種のバクテリアを発見し、ケーブルバクテリアと名付けました。このバクテリアはオレゴン州の海岸にある干潟で発見され、その地域の先住民族に敬意を表し、Ca. Electrothrix yaqonensisと命名されました。
この研究成果は、2025年4月22日付の学術誌Applied and Environmental Microbiologyに掲載されました。このオープンアクセス論文のタイトルは、「A Novel Cable Bacteria Species with a Distinct Morphology and Genomic Potential（特異な形態とゲノムポテンシャルを持つ新規ケーブルバクテリア種）」です。
この新種を特定したのは、研究当時オレゴン州立大学の博士研究員であったチェン・リー博士（Cheng Li, PhD）と、同大学地球・海洋・大気科学部の名誉特別教授であるクレア・ライマース博士（Clare Reimers, PhD）です。彼らはヤキーナ湾の河口から採取した潮間帯の堆積物サンプルからこのバクテリアを発見しました。
ケーブルバクテリアは、棒状の細胞が端と端でつながり、共有の外膜を持つことでフィラメントを形成し、その長さは数センチメートルに達することもあります。バクテリアの中では珍しいその導電性は、彼らが生息する堆積物環境での代謝プロセスを最適化するための適応です。
この新種は、既知のケーブルバクテリア属であるCa. Electrothrix属とCa. Electronema属の両方の特徴を併せ持つ代謝経路と遺伝子を持っています。
「この新種は、両者をつなぐ架け橋のようであり、Ca. Electrothrixクレード（分岐群）内の初期の分岐であると考えられます。このことは、これらのバクテリアがどのように進化し、異なる環境でどのように機能する可能性があるかについて、新たな洞察を与えてくれるかもしれません」とリー博士は語ります。彼はジェームズ・マディソン大学での教員生活を経て、6月にオレゴン州立大学農学部の助教として戻る予定です。
「この種は、その代謝ポテンシャルの点で、これまでに記載された他のすべてのケーブルバクテリア種とは一線を画しています。また、他の種で見られるものの最大3倍の幅を持つ顕著な表面の隆起など、独特の構造的特徴を持っています。この隆起には、ニッケルをベースとしたユニークな分子でできた、高い伝導性を持つ繊維が収められています。」
この繊維により、バクテリアは長距離の電子輸送を行うことができ、堆積物表面の酸素や硝酸塩のような電子受容体と、より深い層にある硫化物のような電子供与体を結びつけます。このように長距離にわたって酸化還元反応に関与する能力は、堆積物の地球化学や栄養循環において重要な役割を果たします。
「これらのバクテリアは電子を輸送して汚染物質を浄化できるため、堆積物から有害物質を除去するために利用できる可能性があります」とリー博士は言います。「また、ニッケルタンパク質による高い伝導性を持つその設計は、新しいバイオエレクトロニクスの着想を与えるかもしれません。」
ケーブルバクテリアは多様な気候条件下で生息でき、淡水および海水の両方の堆積物を含む様々な環境で見られます。
Ca. Electrothrix yaqonensisという名前は、祖先の土地がヤキーナ湾を包含していたヤコナ族に由来します。ヤコナとは、彼らの故郷の大部分を構成していた湾と川、そして彼ら自身を指す言葉でした。
現在、ヤコナ族の子孫はシレッツインディアン部族連合の一部となっており、研究者たちは新種の命名にあたって彼らと協力しました。
「生態学的に重要なバクテリアに部族の名前を付けることは、その土地との歴史的な絆を認識し、生態学的知識と持続可能性への彼らの永続的な貢献を認めるものです」とリー博士は語ります。
この研究には、アントワープ大学、デルフト工科大学、ウィーン大学の科学者も参加し、海軍研究局、オレゴンシーグラント、フランダース研究財団、アントワープ大学、EUマリー・スクウォドフスカ・キュリーコファンド、および欧州イノベーション会議からの支援を受けました。
新種のケーブルバクテリアのフィラメント。 (Credit: Provided by Cheng Li)
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