Last Updated on 2025-05-06 16:12 by admin

オレゴン州立大学の研究チームは、電気配線のように機能する新種のケーブルバクテリア「Candidatus Electrothrix yaqonensis（カンディダトゥス・エレクトロスリックス・ヤコネンシス）」を発見した。この発見は2025年4月22日に「Applied and Environmental Microbiology」誌に発表された。

このバクテリアはオレゴン州のヤキナ湾の干潟で発見され、その名称は同地域に歴史的に居住していたヤキナ族（ヤコナ族）に敬意を表して命名された。研究チームはこの命名にあたり、ヤコナ族の子孫である現在のシレッツ・インディアン連合部族と協力した。

Candidatus Electrothrix yaqonensisは、両端で互いにつながった棒状の細胞が共通の外膜を共有し、数センチメートルの長さのフィラメントを形成する。このバクテリアの最も顕著な特徴は、他のケーブルバクテリア種と比較して3倍も厚い（平均約228ナノメートル）表面の隆起と、これまで観察されたことのない厚い透明な保護鞘を持つことである。

内部には「生物学的ワイヤー」として機能するニッケル中心の金属複合体を含む繊維があり、効率的に電子を輸送する。この新種の電気抵抗は約370キロオームで、既知のケーブルバクテリアと同等かそれ以上の性能を示す。

研究を主導したCheng Li氏（オレゴン州立大学のポスドク研究員、2025年6月から同大学農業科学部の助教授に就任予定）と、Clare Reimers氏（同大学の地球・海洋・大気科学カレッジの名誉教授）によると、このバクテリアは堆積物中の汚染物質を除去する能力を持ち、バイオエレクトロニクスの開発に応用できる可能性がある。具体的には、生分解性電子デバイスやバイオセンサーの開発、環境モニタリング、食品安全、そして重金属や有機汚染物質の浄化などへの活用が期待されている。

ゲノム解析の結果、この新種は塩水に生息するCandidatus Electrothrix属と淡水・汽水環境に見られるCandidatus Electronema属の両方の遺伝的特徴を持つ「モザイク性」を示すことが明らかになった。これは汽水という塩分が変動する独特な環境への適応の結果と考えられている。

from:Scientists Have Just Discovered a New Type of Electricity-Conducting Bacteria

【編集部解説】

今回発見された「Candidatus Electrothrix yaqonensis」は、微生物学の世界に新たな可能性をもたらす重要な発見です。複数の情報源を確認したところ、この新種のケーブルバクテリアは2025年4月22日に「Applied and Environmental Microbiology」誌に発表され、その特異な構造と機能性が科学界で注目を集めています。

このバクテリアが持つ最も驚くべき特徴は、その高度な電気伝導性です。通常、生物の電気伝導は限定的ですが、このケーブルバクテリアは内部に「生物学的ワイヤー」とも呼べるニッケルベースの分子で構成された繊維を持ち、まるで人工的に設計されたかのような効率で電子を長距離輸送します。

特筆すべきは、このバクテリアの電気抵抗が約370キロオームと測定され、これまで知られていたケーブルバクテリアと同等かそれ以上の性能を示している点です。この数値は微生物としては非常に低い抵抗値であり、バイオエレクトロニクスへの応用可能性を大きく広げるものと言えるでしょう。

また、この新種が持つ透明な保護鞘は、過酷な環境下でも機能を維持できる生物学的な防御機構と考えられています。この特性は、極限環境で動作する必要のあるバイオセンサーや医療機器の開発に新たな視点をもたらす可能性があります。

環境科学の観点からも、このバクテリアは大きな可能性を秘めています。還元-酸化反応を通じた堆積物の地球化学と栄養循環における役割は、環境浄化技術への応用が期待できます。電子伝達能力を活用した汚染物質の除去は、従来の化学的処理に比べて環境負荷が低く、持続可能な浄化技術として期待できます。特に、ブラウンフィールド（工場跡地など）の再生プロジェクトでは、土壌浄化が最も時間とコストがかかる工程の一つですが、このバクテリアを活用することで、より効率的な環境修復が可能になるかもしれません。

遺伝学的には、このバクテリアが示す「モザイク性」も興味深い点です。塩水環境と淡水・汽水環境という異なる生態系に適応した2つの属の特性を併せ持つことは、微生物の環境適応と進化の過程を理解する上で重要な手がかりとなります。

一方で、新たな生物学的技術の開発には慎重な検討も必要です。自然環境への導入による生態系への影響や、遺伝子操作による予期せぬ結果などのリスクを評価することが重要になるでしょう。

長期的な視点では、このようなバイオエレクトロニクス技術の発展は、従来のシリコンベースの電子機器に代わる、生分解性で環境親和性の高い新世代デバイスの創出につながる可能性があります。医療分野では生体適合性の高いインプラント、環境モニタリングでは自己給電型センサー、エネルギー分野では微生物燃料電池の効率向上など、多岐にわたる応用が期待できます。

私たちinnovaTopiaは、このような生物学とテクノロジーの融合領域に大きな可能性を見ています。自然界の驚異的なメカニズムから学び、それを持続可能な技術開発に活かすアプローチは、まさに「Tech for Human Evolution」の理念に合致するものです。今後も、この分野の発展を注視していきたいと思います。

【用語解説】

ケーブルバクテリア：
細胞が連結してフィラメント状に増殖する微生物で、電子を長距離伝達できる特殊な能力を持つ。一列に連なった細胞が「生きた電気ケーブル」として機能し、1センチメートル以上の長さに成長することもある。

バイオエレクトロニクス：
生物学と電子工学が融合した分野。生体システムを検知、刺激、制御するためにマイクロエレクトロニクスを活用する技術。

汽水域：
海水と淡水が混ざり合う環境。塩分濃度が変動するため、生物にとって特殊な適応が必要となる場所である。

モザイク性：
単一の生物内に遺伝的に異なる物質が混在する現象。今回のバクテリアでは、塩水環境と淡水環境に適応した2つの属の特性を併せ持つことを指す。

シレッツ・インディアン連合部族：
オレゴン州に居住する先住民族の連合体で、ヤコナ族の子孫を含む複数の部族で構成されている。文化的遺産の保存と環境保全に積極的に取り組んでいる。

【参考リンク】

オレゴン州立大学（Oregon State University）（外部）
オレゴン州最大の州立大学で、環境保護や持続可能エネルギーに関する先進的な研究が活発に行われている。

JAMSTEC（海洋研究開発機構）（外部）
日本の海洋科学技術に関する研究開発を行う機関。ケーブルバクテリアを含む「電気微生物」の研究についての情報を提供している。

【編集部後記】

自然界は私たちの想像を超える驚きに満ちています。電気を伝える微生物の存在、そしてその仕組みを応用した未来の技術に、皆さんはどんな可能性を感じますか？ 身の回りの電子機器が生分解性になり、環境負荷を減らせるとしたら？ あるいは、体内で機能するバイオセンサーが健康管理を革新するとしたら？ 自然の英知と人間の技術が融合する未来について、ぜひ皆さんの考えをSNSでシェアしていただければ幸いです。

【関連記事】

バイオテクノロジーニュースをinnovaTopiaでもっと読む