生物?环境
シングルセル解析で金属を吸着する细胞集団の不均一性を解明
(Image by LuckyStep/Shutterstock)
バイオソープション(生物吸着)は、微生物や生体物质が金属イオンなどを吸着?保持する现象です。生物学、农学、环境科学分野において古くから研究され、排水?下水処理のための活性汚泥など実社会で利用される技术にも広く応用されています。
これまで金属のバイオソープションに関する研究では、细胞が吸着する金属量はバルク解析と言われる、多くの细胞の平均値を求める方法で决定されてきました。これは、「全ての细胞で等しく生物吸着が起きている」ことを前提とした手法です。
本研究チームは今回、强酸性条件でも贵金属を吸着可能な単细胞性红藻Galdieria sulphurariaを実験対象とし、一つ一つの细胞が吸着した贵金属量（金、白金、パラジウム）を直接测定するシングルセル解析を行いました。その结果、反応条件によって１细胞あたりの贵金属吸着量は异なることを见出しました。さらに、细胞が贵金属を吸着する仕组みを调べたところ、吸着する金属种とGaldieriaを入れた反応溶液の违いによって贵金属と细胞表层の相互作用が変化し、１细胞あたりの贵金属吸着量も変わることが明らかになりました。
これらの结果は、「均一に培养した细胞でも细胞表层の构造は不均一で、吸着する金属量には差があり、反応条件によって金属を吸着する细胞集団は変化する」ことを示します。
本研究では、溶液中の酸浓度の上昇に伴って、贵金属が细胞表层の官能基とより安定な结合を形成することで选択的に吸着される仕组みも明らかになりました。本研究成果は、バイオソープションについての理解を深めるとともに、生物由来の环境に优しい効率的な金属吸着剤の开発につながると期待されます。