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細菌細胞の形態は、さまざまな種類の細菌に特徴的な形状であり、多くの場合、細菌を識別するための鍵となります。光学顕微鏡で直接検査することで、これらの細菌（および古細菌） を分類できます。
一般的に、基本的な形態は球形（球菌）と丸い端を持つ円筒形または棒状（桿菌）である。しかし、らせん状にねじれた円筒形（スピロヘータなど）、一平面で湾曲した円筒形（セレノモナス）、珍しい形態（始生代ハロクアドラタム属の四角く平らな箱形の細胞）などの他の形態もある。その他の配置には、ペア、四分子、クラスター、チェーン、柵状などがある。
種類
球菌
球菌（複数形はcocci、ラテン語のcoccinus（緋色）から来ており、ギリシャ語のkokkos（ベリー）に由来する）は、全体の形状が球形またはほぼ球形の微生物（通常は細菌）[1]である。 [2] [3] [4]球菌は細菌の形状を指し、ブドウ球菌や連鎖球菌などの複数の属を含むことができる。球菌は、細胞分裂中の方向と付着に応じて、対になって、鎖になって、またはクラスターになって成長する。多くの桿菌形細菌とは対照的に、ほとんどの球菌は鞭毛を持たず、運動性がない。[5]
Cocciは現代または新ラテン語の名詞の英語借用語であり、ギリシャ語の男性名詞κόκκος（cóccos ）から派生したもので、「ベリー」を意味します。[6]
球菌によって引き起こされる重要なヒト疾患には、ブドウ球菌感染症、いくつかの種類の食中毒、いくつかの尿路感染症、毒素性ショック症候群、淋病、ならびにいくつかの種類の髄膜炎、咽頭感染症、肺炎、副鼻腔炎などがある。[7]
手配
球菌は特徴的な配列で出現することが多く、これらの形態には特定の名前も付けられている。[8]ここでは基本的な形態と代表的な細菌属を挙げる。[3]
- 双球菌は球菌のペアです。
- 連鎖球菌は、化膿連鎖球菌などの球菌の連鎖です。
- ブドウ球菌は、不規則な（ブドウのような）球菌の集まりです（例：黄色ブドウ球菌）。
- 四分子は、 Micrococcus sp.などの同じ平面内に配置された 4 つの球菌のクラスターです。
- Sarcina は、Sarcina ventriculiなどの 8 つの球菌がパック状に立方体状に配列したものを指します 。
グラム陽性球菌
グラム陽性球菌は、類似した形態を持つ細菌の大きなグループです。すべて球形またはそれに近い形をしていますが、大きさはかなり異なります。いくつかの属のメンバーは、細胞が互いにくっついている様子（ポケット状、鎖状、またはブドウのような塊状）によって識別できます。これらの配置は、細胞分裂のパターンと細胞がくっついていることを反映しています。たとえば、サルシナ細胞は、細胞分裂が3つの垂直な平面間で規則的に交互に起こるため、立方体のポケット状に配置されています。連鎖球菌属は、分裂が常に同じ平面で起こるため、数珠つなぎに似ています。これらの数珠つなぎの中には、たとえば肺炎球菌のように細胞が2つしかないものもあります。これらは双球菌と呼ばれます。ブドウ球菌属の種には、規則的な分裂面はありません。ブドウのような構造を形成します。[9]
グラム陽性球菌は、生理学的にも生息地によっても異なる。ミクロコッカス属は、人間の皮膚に生息する偏性好気性菌である。ブドウ球菌属も人間の皮膚に生息するが、通性嫌気性菌である。ブドウ球菌は糖を発酵し、最終産物として乳酸を生成する。これらの種の多くはカロテノイド色素を生成し、そのコロニーを黄色やオレンジ色にする。ブドウ球菌は、ヒトにとって主要な病原体である。体内のほぼすべての組織に感染する可能性があり、皮膚に感染することが多い。しばしば院内感染を引き起こす。[9]
双球菌
双球菌は球菌のペアである。グラム陰性双球菌の例としては、ナイセリア属やモラクセラ・カタラーリスなどがある。グラム陽性双球菌の例としては、肺炎連鎖球菌や腸球菌などがある。 [10] [11]おそらく、双球菌は嗜眠性脳炎に関係している。[12]ナイセリア属は ナイセリア科に属する。このナイセリア属は10種以上に分かれているが、そのほとんどはグラム陰性で球菌である。グラム陰性球菌種には、Neisseria cinerea、N. gonorrhoeae、N. polysaccharea、N. lactamica、N. meningitidis、N. mucosa、N. oralis、N. subflavaなどがある。これらの種の中で最も一般的なのは、病原性のN. meningitidisとN. gonorrhoeaeである。[13]
モラクセラ属はモラクセラ科に属します。この属であるモラクセラ科には、グラム陰性球桿菌が含まれます:モラクセラ・ラクナタ、M. アトランタエ、M. ボエブレイ、M. ボビス、 M .カニス、M. カプラエ、M. キャビアエ、 M. クニクリ、M. エクイ、M. lincolnii、M. ノンリケファシエンス、M. オスロエンシス、M. ovis、M. saccharolytica、およびM. pluranimalium。[14]しかし、双球菌の形態を持つのは 1 つだけであり、人体の感染症に寄与する顕著な病原体であるM. catarrhalis です。 [15]
肺炎球菌は、連鎖球菌属、連鎖球菌科に属します。連鎖球菌属には約129種と23亜種[16]があり、人体の多くの微生物叢に利益をもたらします。非病原性を示す種も多くありますが、肺炎球菌のように人体に病原性を示す種もいます。[17] [11]
エンテロコッカス属は、エンテロコッカス科に属します。この属は58種と2つの亜種に分かれています。[18]これらのグラム陽性球菌はかつて人体に無害であると考えられていました。しかし、ここ10年以内に、エンテロコッカス菌に由来する院内病原体の流入がありました。[19] [11]
バチルス
バチルス（複数形：bacilli）は、桿菌状細菌とも呼ばれ、文脈から意味が明らかな場合は単に桿菌と呼ばれることもある、桿菌または古細菌である。バチルスは、細菌のさまざまな分類群に見られる。しかし、大文字で斜体で表記されたBacillusという名前は、細菌の特定の属を指す。大文字で斜体で表記されていないBacilliという名前は、2つの目を含む、より特定性の低い分類群の細菌を指すこともあり、その1つにはBacillus属が含まれる。単語が小文字で斜体で表記されていない「bacillus」の場合、属ではなく形状を指している可能性が高い。バチルス状細菌は、細菌学的な文脈が明らかな場合は、単に桿菌と呼ばれることが多い。[20]
桿菌は通常同じ平面で分裂し、単独で存在するが、結合して双桿菌、連鎖球菌、柵状菌を形成することもある。[21]
- 双桿菌: 2 つの桿菌が隣り合って配置されています。
- 連鎖球菌：連鎖状に並んだ桿菌。
- コッコバチルス：楕円形で、球菌（円形の細菌）に似ている。[22]
細菌の形状とグラム染色時の色には関係がなく、グラム陽性桿菌とグラム陰性桿菌の両方が存在します。マッコンキー寒天培地は大腸菌やサルモネラ菌などのグラム陰性桿菌を区別するために使用できます。[23]
手配
桿菌は通常同じ平面で分裂し、単独で存在するが、結合して双桿菌、連鎖球菌、柵状菌を形成することもある。[24]
- 双桿菌: 2 つの桿菌が隣り合って配置されています。
- 連鎖球菌：連鎖状に並んだ桿菌。[2] [1]
グラム陽性菌の例
グラム陰性菌の例
コッコバチルス
球菌（複数形はcoccobacilli）またはバチルコッカスは、球菌（球形細菌）と桿菌（棒状細菌）の中間の形をした細菌の一種です。球菌は非常に短い棒状なので、球菌と間違われることがあります。[ 25 ]球菌という単語は、球菌（球形）と桿菌（細長い）の中間の形を反映しています。[2]
インフルエンザ菌、ガルデレラ・ヴァギナリス、クラミジア・トラコマティスは球菌である。アグリゲティバクター・アクチノマイセテムコミタンスは歯肉縁下プラークに多くみられるグラム陰性球菌である。アシネトバクター株は固形培地上で球菌として増殖することがある。百日咳菌は百日咳の原因となるグラム陰性球菌である。ペストの原因菌である エルシニア・ペスティスも球菌である。 [26]
コクシエラ・バーネッティも球菌の一種である。 [27] [28]ブルセラ属の細菌は、ブルセラ症を引き起こす医学的に重要な球菌である。もう一つの医学的に重要なグラム陰性球菌であるヘモフィルス・デュクレイは、第三世界の国々で性感染症である軟性下疳に認められる。 [29]
スパイラル
らせん細菌はもう一つの主要な細菌細胞形態である。[2] [30] [31] [32]らせん細菌は、細胞あたりのねじれの数、細胞の厚さ、細胞の柔軟性、運動性に基づいて、スピリラ、スピロヘータ、ビブリオに分類される。[33]
細菌は理想的な環境で生き残るために特定の特性を発達させることが知られています。[34]細菌によって引き起こされる病気は、細菌の生理機能と、形を変える 能力を含む環境と相互作用する能力にかかっています。研究者は、コレラ菌がコルク栓抜きの形に変形できるようにするタンパク質を発見しました。このタンパク質は、腸の内側を覆う保護粘液にねじれて逃げるのに役立つと考えられます。[34]
スピリルム
スピリルム（複数形はスピリラ）は、グラム陰性の硬いらせん状の細菌であり、多くの場合、外側に両毛性または冠毛性の鞭毛を持っています。[33] 例としては以下が挙げられます。
- スピリルム属
- カンピロバクター属、例えばカンピロバクター症を引き起こす食中毒病原体であるカンピロバクター・ジェジュニなど
- 消化性潰瘍の原因となるヘリコバクター・ピロリなどのヘリコバクター属
スピロヘータ
スピロヘータ（複数形はスピロヘータ）は、非常に薄く、細長く、柔軟性のあるらせん状の細菌で、外膜の内側にある内部ペリプラズム鞭毛を介して運動します。 [33]スピロヘータ門を構成します。スピロヘータは形態学的特性のため、グラム染色が困難ですが、暗視野顕微鏡またはワーシン・スターリー染色を使用して視覚化できます 。[35]例としては、次のものがあります。
- レプトスピラ症を引き起こすレプトスピラ属。
- ボレリア属、例えばライム病を引き起こすダニ媒介細菌であるボレリア・ブルグドルフェリなど
- トレポネーマ属（例えば、梅毒を含むトレポネーマ症を引き起こすトレポネーマ・パリダム）
らせん状
ヘリコバクター属はらせん状の形をしており、その最も一般的な例はヘリコバクター・ピロリである。 [36]らせん状の形状は粘性媒体中での細菌の移動に適していると考えられている。 [37]
参照
- 細菌の形態学的可塑性
- フェルディナンド・コーン– 細菌の形状に初めて名前を付けた
参考文献
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外部リンク
- 細菌画像ギャラリー