学習の目的
- 貧栄養生物とその貧栄養環境に対する適応を調べる
貧栄養とは栄養が非常に少ない環境で繁栄する生物のことです。 栄養豊富な環境を好む好塩性生物と対比されることもある。 貧栄養生物は、成長が遅く、代謝率が低く、一般に個体数が少ないことが特徴である。 貧栄養環境には、深海の堆積物、洞窟、氷河や極地の氷、地下深くの土壌、帯水層、海水、浸出土壌などが含まれる。 生態系や環境が生命を維持するのに十分でない場合、その環境は貧栄養であると言われる。 この用語は、水、氷、空気、岩石、土壌など、栄養レベルが非常に低い環境を表すのによく使われる。 貧栄養環境は、生命が依存しうる代替エネルギー源や生存戦略において、特に注目される。
Caulobacter crescentusはグラム陰性の貧栄養細菌で、淡水の湖や川で広く分布しています。 そのため、このような「萌芽的」な現象が起こるのです。 制御回路は、環境と細胞の内部状態を監視し、細胞周期サブシステムの活性化とCaulobacter crescentusの非対称細胞分裂を制御している。 Caulobacter細胞周期制御システムのタンパク質とその内部組織は、多くのアルファプロテオバクテリアの種で共通に保存されているが、制御装置の機能や他の細胞サブシステムとの周辺接続性は種によって大きく異なっている。 コーロバクター細胞周期制御システムは、内部確率的ノイズや環境の不確実性に直面しても頑健に動作するトータルシステムとして、進化的選択により絶妙に最適化されている。
細菌細胞の制御システムは、階層的な組織を持っている。
バクテリアの制御システムは階層的な構成になっており、シグナル伝達と制御サブシステムは、主に細胞表面にある感覚モジュールによって環境とのインターフェイスを担っている。 遺伝子ネットワークロジックは、環境と細胞内部の状態センサーから受け取った信号に応答し、細胞を現在の状態に適応させる。