유영 미생물의 섬모충 테트라히메나가, 그 세포의 형상과 섬모의 성질에 의해, 수중의 구조물 부근에서 흐름에 반대로 소상한다(주류성을 나타내는) 것이 분명해졌다.교토 대학, 바젤 대학, 홋카이도 대학, 도호쿠 대학, 기초 생물학 연구소의 연구자들이 발견했다.
본 연구는 학생실험에서 유로로 흘러나온 세포들이 이상하게 하류로 흘러가지 않는 것을 보고, 연구자가 그 거동의 메커니즘에 흥미를 가지는 것을 단서로 하고 있다.담수에 빠지는 섬모충은 흐름에 따라 이동하면 점점 하류로 흘러나오고 결국에는 바다까지 흘러 사멸해 버릴 것으로 생각되지만 실제로는 멸종하지 않는다.따라서, 주류성을 가지는 것으로 이전부터 생각되어 왔지만, 그 실태는 분명하지 않았다.
본 연구자들은 인위적인 흐름을 가했을 때 단세포 섬모충 테트라히메나의 수영 행동을 관찰하였다.그 결과, 벽으로부터 멀리 떨어진 테트라히메나가 흘러나가는 것과 대조적으로, 벽 근처의 테트라히메나는 명확한 주류성을 나타내었다.또한, 주류성은 전단 속도(유속의 공간 변화)의 크기에 의존하고 있어, 흐름이 강해짐에 따라 테트라히메나의 세포의 방향이 유체역학적 효과에 의해 상류 방향을 가리키도록 정렬할 뿐만 아니라 , 흐름을 거꾸로 거슬러 올라가는 테트라히메나도 나왔다.이때, 흐름에 반대하는 테트라히메나의 벽 부근의 섬모는 운동이 저해되어 유영력이 비대칭이 되어 있는 것이 판명되었다.
이 요소를 바탕으로 유체 시뮬레이션을 이용하여 검증한 결과, 세포 형상이 구형인 경우에는 주류성을 나타내지 않지만, 테트라히메나와 같은 회전 타원체에서는 계산기 내에서도 주류성이 재현되는 것 알았다.테트라히메나는 의식하지 않고도 '추진력을 창출하는 섬모의 기계적인 자극 응답 특성'과 '세포 형상'에 의해 자신의 서식에 적합한 환경에 머물기 위해 자동으로 흐름을 거꾸로 하는 것을 시사 했다.
본 성과는 간접적으로 우리의 식생활과 지구환경을 지지하고 있다고 여겨지는 섬모충의 서식 분포 예측과 그에 따른 환경 변화의 예측 정밀도 향상에 기여할 것으로 기대된다.
