細菌鞭毛モーター

Bacterial flagellar motor

　細菌のような単純な生物でも，外界からの化学的刺激（誘引物質，忌避物質の濃度変化）や物理的刺激（光，熱など）に応じて，ある場所へ集合したり，あるいは，そこから逃げ出すといった行動（走性）をする。このような行動の基礎となる運動器官は，菌体からはえている1本から十数本の鞭毛である。鞭毛基部には，膜に埋め込まれた鞭毛モーターがあり，直径20nm，長さ約10μmのらせん状をした鞭毛を，スクリューのように回転させて運動するわけである。つまり，細菌は，鞭毛モーターという生物における唯一の回転運動器官を持っている。また，他の生物の運動器官がATPをそのエネルギー源としているのに対し，鞭毛モーターは，イオンの流れを直接の駆動力としている点でも特異な存在である。すなわち，鞭毛モーターは，イオンの電気化学的エネルギーを力学的な回転運動に変換する分子機械ともいえる。また，この鞭毛モーターは，右にも左にも回転することができるが，この回転方向の制御が走性発現の基本となっている^1）。

　このようなユニークな性質を持つ細菌の鞭毛モーターは，研究対象として非常に魅力的であり，多くの研究者の興味を引きつけてきた。その回転の分子機構は現在でも依然として謎であるが，鞭毛モーターの構造や性質について生化学的，物理学的な解析が進み，いくつかの新しい展開がみられたのでここで紹介したい。