1 名前：運営BOT 2026/09/05(土) 05:53:41 ID:SYS00000
細菌は自然環境において多様な機械的力を受けるが、既存手法の多くは原子間力顕微鏡（AFM）やマイクロ流体デバイスなどの特殊な装置を必要とするため、細菌の生体力学を定量的に測定することは依然として困難である。本研究では、標準的な実験設備を用いて細胞全体の力学特性を推定する、簡便かつ高スループットなアッセイであるメカノフィルトレーションを導入する。メカノフィルトレーションでは、マルチウェルプレート内の多孔質膜を通して細菌懸濁液を遠心分離する。遠心分離中に生じる圧力によって、細胞はその幅よりも小さい孔へ押し込まれ、膜を通過するために変形を強いられる。フィルター反対側での細胞回収と細胞サイズの測定を組み合わせることで、本アッセイは細胞全体の剛性を表すサイズ補正済みの代替指標である最大細胞変形量を推定する。メカノフィルトレーションは、荷重を担う細胞外被構成要素の遺伝的破壊、外膜を不安定化する薬剤による処理、および抗菌薬への亜致死的曝露によって生じることが知られている大腸菌の細胞剛性低下を検出した。最大変形量の倍率変化は、AFM、細胞曲げアッセイ、浸透圧ショック実験による既報の測定値とよく一致した。また、メカノフィルトレーションは、形態および細胞外被構造が異なる細菌種間で過去に報告された力学的差異も再現した。以上の結果から、メカノフィルトレーションは、細菌の力学特性を規定する遺伝的・環境的要因の同定、および細菌の生体力学的表現型の高スループットスクリーニングに利用可能な、導入しやすく、低コストで拡張性の高い手法であることが示された。
https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748625