Name: なぜ微生物は紫外線で爆発するのか？ (Why Do Microbes Explode Under UV Light?)
Uploaded: 2022-09-16T16:01:55.000Z
Duration: 10 min 58 s

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Blepharisma have appeared on our channel several times before.

Blepharismaは、これまでにも何度かこのチャンネルに登場しています。

In fact, this channel got its start thanks to a video that James, our master of microscopes,

実はこのチャンネルは、顕微鏡の達人であるジェームズの動画から始まったんです。

以前、Blepharismaが死ぬところを投稿したことがあります。

Around 3 million people watched that video, including me, your host Hank Green.

私、司会のハンク・グリーンも含め、約300万人がこのビデオを視聴しました。

So if you enjoy this channel, you can thank that dead Blepharisma.

だから、このチャンネルを楽しむなら、あの死んだBlepharismaに感謝することだ。

But perhaps you should wait for another day to thank them.

でも、お礼は別の日にしたほうがいいかもしれませんね。

Because in about 10 seconds, you're going to watch a Blepharisma explode.

約10秒後にBlepharismaが爆発するのを見ることになりますから。

Here it is, glowing with autofluorescence underneath UV light.

これが、紫外線の下で自家蛍光を発しているところです。

You can see its oblong shape and oral groove outlined in red…but not for long.

長方形の形と口腔内の溝が赤く塗られているのが見えますが......長くは続きません。

The red becomes brighter and brighter, but it also looks like it's starting to expand.

赤がだんだん鮮やかになっていくのですが、膨らみ始めているようにも見えます。

And then suddenly, the walls of the blepharisma burst, the organism popping like a crimson balloon.

そして突然、ブレファリスマの壁が破裂し、生物は真紅の風船のように弾け飛んだ。

The blepharisma bubbles and pours into its surroundings and it all happens within a matter

ブリーファリスマが泡となって周囲に降り注ぎ、それがすべて問題なく行われる。

Dead or dying microbes are a common enough sight in our journey through the microcosmos.

微生物の死骸は、小宇宙を旅しているとよく目にする光景である。

And there are many potential culprits behind these deaths: predators, accidents, environmental

そして、これらの死の背景には、捕食者、事故、環境など、多くの潜在的な犯人がいる。

changes, the inevitable march of life into death.

変化、生から死への必然的な歩み。

But the culprit this time… well, it was us.

しかし、今回の犯人は...そう、私たちだったのです。

Us and the UV light that is part of our new fluorescence microscope upgrade.

私たちと、新しい蛍光顕微鏡のアップグレードの一部であるUVライト。

And our UV light has been very exciting for us.

そして、私たちのUVライトは、私たちにとってとても刺激的なものでした。

In particular, it's allowed us to look for methanogens, or Archaea, which sometimes take

特に、メタン生成菌やアーキアを探すことができるようになりました。

Under normal light, it's hard to tell the tiny archaea and the tiny bacteria apart.

通常の光の下では、小さな古細菌と小さなバクテリアは見分けがつきません。

But under UV light, the archaea will shine blue.

しかし、紫外線の下では、古細菌は青く輝きます。

So UV can reveal new aspects of the microcosmos.

だから、紫外線は小宇宙の新たな側面を明らかにすることができるのです。

But if you've ever fallen asleep on a beach or just stayed out in the sun a bit too long,

しかし、もしあなたがビーチで眠ってしまったり、ちょっと日向ぼっこをしすぎてしまったりしたことがあるのなら。

you may have also experienced the darker side of UV light.

また、紫外線の暗黒面を体験したことがあるかもしれません。

No one wants a sunburn, but fortunately, we have defenses, like hair, and melanin, and

誰しも日焼けはしたくないものですが、幸いにも私たちには、髪の毛やメラニンなどの防御機能がありますし

sunscreen which can block or absorb UV rays before they cause further damage in our cells.

紫外線が細胞にダメージを与える前に、紫外線を遮断・吸収してくれる日焼け止め。

We also, and this is crucial, have more than one cell...so if some of them die, which when

また、これは重要なことですが、私たちは複数の細胞を持っています。

you get a sunburn they do, the rest of our bodies can live on.

日焼けしても、他の部分は生きていける。

Not all organisms have these sorts of protections.

すべての生物にこのような保護機能があるわけではありません。

Or if they do, they're designed for exposure to the sun, not the intense scrutiny of our UV light.

あるいは、もしそうであったとしても、それは太陽の光に当たるように設計されているのであって、私たちの紫外線のような強い監視の目があるわけではありません。

So when James wants to hunt Archaea, he has to be careful.

だから、ジェームズがアーキアを狩ろうとするときは、慎重にならざるを得ない。

He can quickly shine the UV light to see if anything blue appears.

彼は、青いものが現れるかどうかを確認するために、素早く紫外線を当てることができます。

しかし、彼はすぐにそれを止めなければならない。

Because as we've seen, even a few seconds of exposure to the UV light will kill off

なぜなら、これまで見てきたように、紫外線を数秒浴びただけでも死滅してしまうからです。

We want to note that as we said earlier, death is a common reality of the microcosmos…we

ここで注意したいのは、先ほども言ったように、死は小宇宙の共通の現実であるということです...私たちは

just usually prefer to walk in on a microbe dying rather than being the cause of death.

ただ、死因になるよりは、微生物が死んでいくところに立ち会う方がいい。

But for this episode, we decided to make an exception and use our UV light for an extended

しかし、今回は例外的に、UVライトを長時間使用することにしました。

period of time, with the knowledge that it would kill the microbe we were watching.

を、観察している微生物が死ぬとわかっていながら、一定期間続けるのです。

Because these explosions illustrate the cost of doing business with light.

なぜなら、これらの爆発は、光でビジネスをすることの代償を物語っているからです。

The word for this business is phototoxicity.

このビジネスのキーワードは「光毒性」です。

And while it can happen under other monochromatic lights, the particular wavelength and intensity

また、他の単色光の下でも起こりうることですが、特定の波長と強度を持つ

of our UV light makes it much more harmful to our organisms than our other red, blue,

の紫外線は、他の赤色や青色よりも生物にとって有害です。

または緑色の光源を使用しています。

When the light hits the organism, it can potentially excite chemical structures inside the cell,

光が生物に当たると、細胞内の化学構造が励起される可能性があります。

sending electrons up and down, and producing fluorescent colors in the process.

電子を上下に送り出し、その過程で蛍光色を発色させる。

But colors aren't the only thing that gets created.

しかし、作られるのは色だけではありません。

If there's oxygen around, it will react with the excited fluorescent molecule, creating

酸素があれば、励起された蛍光分子と反応して

what are known as reactive oxygen species.

活性酸素と呼ばれるものです。

In biology, reactive oxygen species are byproducts of different cellular processes that metabolize

生物学において、活性酸素は、代謝するさまざまな細胞プロセスの副産物である。

oxygen, which can make them part of normal life.

酸素を供給することで、通常の生活の一部とすることができます。

There are even reactive oxygen species that are involved in signaling pathways.

シグナル伝達経路に関与する活性酸素も存在する。

But the “reactive” in their name is key to what makes an excess amount of them dangerous.

しかし、その名前にある「反応性」は、過剰に摂取すると危険であることを示す重要なポイントです。

If you are an organism, and you are, there are a lot of reactions you want to have happen

もしあなたが生物であるなら、そしてあなたが生物であるなら、あなたが起こしたい反応はたくさんあるはずです。

をあなたの細胞の中に入れてください。

You want your DNA to link together correctly, you want your enzymes to find the right substrates.

DNAが正しく結合するように、酵素が正しい基質を見つけるように。

But reactive oxygen species are happy to react with all of those molecules too, damaging

しかし、活性酸素はそれらの分子とも喜んで反応し、ダメージを与える。

them and getting in the way of the chemistry that we need to survive.

私たちが生きていくために必要な化学反応を邪魔しているのです。

What phototoxicity will look like depends on the organism and the light being directed at it.

光毒性がどのように現れるかは、生物とそれに向けられる光に依存します。

For the organisms we've been showing here, like this homalozoon, the overall effect of

このホマロゾンのように、ここで紹介した生物にとって、全体的な効果として

this intense UV light seems to be unanimous: the cell swells up and bursts open, like a

この強力な紫外線は、満場一致で、細胞が膨張し、破裂して、まるで

But while the overall effect is the same, the internal machinations are likely different,

しかし、全体的な効果は同じでも、内部の仕組みは異なっていると思われます。

triggered by a complex interplay of different chemicals that nonetheless react to our light

光に反応する様々な化学物質が複雑に絡み合って引き起こされます。

source in a similar, catastrophic fashion.

のソースも同様に、壊滅的な影響を与えます。

While we're not sure of the culprits behind the homalozoon's death, we can identify

ホーマロゾーンの死の背後にある犯人は定かではないが、我々は特定することができる

one of the chemicals that likely sets off the blepharisma's death.

を、ブリーファリスマを死に至らしめる化学物質の一つであると考えられる。

It's the reddish pigment molecule called blepharismin that gives the ciliate its color

繊毛虫の色を出しているのは、ブレファリスミンという赤色系の色素分子である

Outside of the UV light, you can see the membrane-bound pigments neatly distributed along the rows

紫外線の外では、膜結合型顔料が列に沿って整然と分布しているのがわかる

that stretch from one end of the blepharisma to the other.

の端から端まで伸びているもの。

But under our UV light and with oxygen in the environment, the blepharismin reacts to

しかし、私たちの紫外線と環境中の酸素の下では、ブレファリスミンは反応し

form reactive oxygen species, and death follows quickly from there.

が活性酸素を生成し、そこから一気に死に至る。

But while toxic in our experiment, we should note that the blepharismin serves a key purpose

しかし、今回の実験では毒性がある一方で、ブレファリスミンが重要な目的を果たしていることに注目すべきです

for the blepharisma：ディフェンス。

These pigment molecules are toxic to some of Blepharisma's predators in both the light and the dark.

これらの色素分子は、明暗にかかわらず、Blepharismaの捕食者の一部に対して有毒である。

That makes the pigment somewhat like UV light: necessary for survival, yet also a delicate negotiation.

つまり、色素は紫外線のようなもので、生きていくために必要なものでありながら、微妙な交渉が必要なのです。

But in the same way that we manage our relationship with the sun, scientists have learned ways

しかし、私たちが太陽との関係を管理するのと同じように、科学者たちはその方法を学んできたのです。

これらの光毒性反応に対応するために

They've had to in order to understand how we can use fluorescence microscopy to study

蛍光顕微鏡を使った研究を理解するために必要だったのです。

They've learned how to modulate wavelength and intensity and duration, along with many

彼らは、波長や強度、持続時間を調整する方法を学び、多くのことを学びました。

other factors, to wield light in a way that better serves their purposes.

など、自分たちの目的に合った光の使い方ができるようになります。

In the case of the blepharisma, for example, scientists found that using a moderate light

例えば、ブレファリズマの場合、科学者たちは、適度な光を使うことで

for around 1 hour wasn't much of a problem for them.

1時間程度なら、それほど問題にはならないでしょう。

But with more time under the light, the cells would eventually die.

しかし、光照射の時間が長くなると、やがて細胞は死んでしまう。

It's easy to think of the microcosmos as a separate world from us, even when we know

小宇宙は私たちとは別の世界だと思いがちですが、私たちが知っていても

that the microscope is a bridge between large and small.

顕微鏡は大と小の架け橋であるということです。

But these deaths at the hand of our supposed bridge are a cautionary sign that we are encountering

しかし、私たちのブリッジと思われる人物の手によるこれらの死は、私たちが遭遇している警告のしるしです。

microbes in a world that is both natural and manufactured at the same time.

自然界と製造業が共存する世界で、微生物が活躍する。

The way that we light that world impacts the way we see the organisms, and it also shapes

その世界の光の当て方が、生物の見え方に影響を与え、また、その世界を形成しているのです。

their lives—reminding us that they are stronger often than we can fathom, but fragile nonetheless.

彼らは、私たちが想像する以上に強い存在ですが、それでもなお、もろい存在であることを私たちに教えてくれます。