Deinococcus radioduransにおけるMn ((II) の蓄積は,ガンマ放射線に対する耐性を促進する
M J Daly1, E K Gaidamakova, V Y Matrosova
1Uniformed Services University of the Health Sciences, Bethesda, MD 20814, USA. mdaly@usuhs.mil
まとめ
細菌Deinococcus radioduransは,高レベルのマンガン (Mn(II)) と低レベルの鉄を蓄積することによって,放射線に抵抗します. このマンガンの蓄積は,その驚くべき放射線耐性および回復能力の鍵です.
科学分野:
- 微生物学 微生物学とは
- 放射線生物学 放射線生物学
- バイオケミストリー バイオケミストリー
背景:
- Deinococcus radioduransは,電離放射線に対して極端な耐性を発揮しています.
- 慢性的な放射線下での成長や急性放射線から回復する能力の基礎となるメカニズムは不明である.
研究 の 目的:
- 細胞内金属イオン濃度のDeinococcus radioduransの放射線耐性における役割を調査する.
- マンガンの蓄積が放射線耐性細菌の共通の特徴であるかどうかを判断する.
主な方法:
- D. ラジオデュランや放射線に敏感な細菌における細胞内マンガンと鉄の濃度の比較分析.
- マンガン塩化物 (Mn(II)) の濃度が変化する際の放射線耐性の評価.
主要な成果:
- D.radioduransは,放射線に敏感な細菌よりも,細胞内でのマンガンの濃度がかなり高く,鉄の濃度がかなり低く蓄積されます.
- 放射線耐性は,Mn (II) に対する濃度依存の反応を示した.
- 他の高度に放射能に抵抗する細菌 (エンテロコッカス,ラクトバシルス,サイアノバクテリア) もMn{2}を蓄積し,敏感な種 (Shewanella oneidensis,Pseudomonas putida) は鉄が多く,マンガンが少ない.
結論:
- 高細胞内マンガンの蓄積は,細菌の極端な放射線耐性と強く相関しています.
- マンガンは,放射線による細胞損傷からの回復を促進する上で重要な役割を果たしている可能性が高い.
さらに関連する動画
09:00Electrochemical Detection of Deuterium Kinetic Isotope Effect on Extracellular Electron Transport in Shewanella oneidensis MR-1
Published on: April 16, 2018
12:08Rapid Antimicrobial Susceptibility Testing by Stimulated Raman Scattering Imaging of Deuterium Incorporation in a Single Bacterium
Published on: February 14, 2022
関連する概念動画
Diamagnetic Shielding of Nuclei: Local Diamagnetic Current
An applied magnetic field causes the electrons present in the molecule to circulate, setting up a local diamagnetic current within the molecule. The local diamagnetic current arising from circulating sigma-bonding electrons induces a magnetic field, Blocal that opposes the applied magnetic field, B0. The effective magnetic field experienced by these nuclei is given by the difference between the applied and local magnetic fields in a phenomenon called local diamagnetic shielding. Essentially,...
Other Unique Bacteria
Magnetic bacteria exhibit a directed movement called magnetotaxis, driven by structures called magnetosomes. These magnetosomes consist of chains of magnetic particles made of either magnetite (Fe₃O₄) or greigite (Fe₃S₄) and are organized in a linear conformation by a protein scaffold within invaginations of the cell membrane. The bacteria align along the north–south magnetic field lines, much like a compass needle. They are typically microaerophilic or anaerobic and are commonly found near the...
Microbes and Other Elemental Cycles
Microbial activity plays a pivotal role in the biogeochemical cycling of iron and manganese, especially at the redox gradients characteristic of stratified aquatic environments. These cycles are driven by microbial transformations between oxidized and reduced forms of the metals, allowing organisms to exploit them for metabolic energy and structural purposes.Iron Cycling Across Redox GradientsIn neutral, oxygen-rich surface waters, iron is predominantly found in its oxidized, insoluble ferric...
