ゾウリムシは、淡水および海洋環境に生息する単細胞微生物です。 それらは繊毛原生動物であるCiliophora門に属しています。 繊毛は、生物の細胞膜から突き出た短い髪のような構造です。 ゾウリムシには何千もの繊毛があり、リズミカルに鼓動し、動き回ったり、食べ物を口の溝に押し込んだりする方法を提供します。 科学者たちは、さまざまな生化学的モーターがゾウリムシの繊毛機能に動力を供給することを発見しました。
私の小さなゾウリムシ
ゾウリムシには多くの種があり、長さは50〜330マイクロメートルの範囲です。およそ1000分の1インチから100分の1インチです。 細胞膜、またはペリクルは、繊毛で全体が覆われています。 ゾウリムシは、バクテリア、藻類、その他の小さな生き物を、細胞の正面から中点まで伸びる繊毛で覆われた口の溝から摂取することで食べます。 ゾウリムシは一斉に繊毛を叩いて泳ぎ回りますが、口の溝を囲む繊毛は別のリズムで鼓動します。
繊毛の構造と繊毛の種類
繊毛の構造は、軸糸として知られる微小管の束であり、細胞表面の基底小体に付着しています。 微小管は、約13個のプロトフィラメントと、微小管の中空管の形状を形成するために並んで整列する長い円柱で構成されています。 軸糸には、9つの外側の二重微小管と2つの中央の特異微小管が含まれています。 さまざまなブリッジが両方の微小管アレイのメンバーを接続し、2つのアレイを相互に接続します。 分子モーターとして知られているタンパク質は、繊毛を鼓動させます。
分子モーター
特定の分子モーターが形を変えるので、繊毛は打ちます。 モーターは、普遍的なエネルギー貯蔵生化学物質であるアデノシン三リン酸（ATP）からエネルギーを引き出します。 化学反応によってATPからリン酸基が遊離すると、軸糸間の接続ブリッジ内の分子モーターが回転します。 その結果、1つの微小管が別の微小管に対して移動し、繊毛が動き始めます。 ゾウリムシを推進する繊毛の構造は、食物を一掃する構造と同じですが その口、2つのアクションは異なる分子モーターを使用し、異なる周波数で動作し、 強み。
実験的証拠
2013年、大学院生のIlyong Jungが率いるブラウン大学の研究者は、ゾウリムシを取り巻く液体の粘度を操作しました。 水から始めて、彼らは液体の密度を最大7倍に増やしました。 彼らは、粘度が高いと水泳繊毛が遅くなるが、摂食繊毛にはほとんど影響がないことを発見した。 粘度を2倍にすると、水泳の動きは約半分になりますが、7倍に増やしても、摂食繊毛の速度は約20％しか低下しませんでした。 すべての繊毛は同じ構造を共有しているため、分子モーターの違いだけが結果を説明できます。 作業は、正確な根本的なメカニズムを決定し続けます。