細胞が「学ぶ」メカニズムとは？単細胞生物が示す知性と進化の可能性 ハーバード大学医学部
細胞の世界にも「学習」に似たプロセスが存在します。ハーバード大学医学部の研究チームは、単細胞生物がどのように環境の刺激に適応し、その応答を調整するかを詳しく解明しました。この現象は「ハビチュエーション（習慣化）」と呼ばれ、刺激を受け続けることで応答が減少する現象です。これにより、エネルギーの節約や効率的な行動が可能になります。
研究対象となったのは、原生生物 Stentor roeselii。この単細胞生物は、刺激に対して次のような階層的な行動を示します。
体を曲げる：軽い刺激を避ける初期反応
繊毛を逆回転させる：外部の異物を排出
体を縮める：自己を保護する最後の防衛手段
その場を離れる：最終的に刺激を回避するため移動
これらの行動は繰り返しの刺激によって変化します。最初はすべての反応を行いますが、徐々に簡略化され、最終的には刺激を無視するようになります。このプロセスは刺激が危険でないことを「学習」した結果といえます。
この研究は、20世紀初頭の実験を再現する取り組みから始まりました。当時の研究ではS. roeseliiの適応能力が示されていましたが、その詳細なメカニズムは不明でした。現代の技術を用いてこれを再現した結果、細胞が刺激を認識し、その重要性を判断する能力が確認されました。この発見は、単細胞生物が進化の初期段階から複雑な環境適応能力を持っていたことを示しています。
このような適応能力は、細胞が進化の過程で生存競争を勝ち抜くために不可欠だったと考えられます。単細胞生物は、外部の変化を「学び」、効率的なエネルギー配分を行うことで、厳しい環境を生き抜いてきました。また、この研究成果は、細胞レベルの「学習」の仕組みを理解することで、新たな治療法や人工細胞の設計に応用できる可能性も示唆しています。特に、神経細胞の可塑性や免疫細胞の応答を模倣する人工システムの開発に役立つかもしれません。
細胞の持つ「学び」の能力を解明することは、生命科学の新たな地平を切り開く鍵となるでしょう。この研究は、細胞の適応能力が私たちの生命の根幹にある進化の力を象徴していることを示しています。こうした知見を応用すれば、自然の設計を模倣した新しい技術や治療法が誕生する可能性があります。
詳細内容は、ハーバード大学医学部が提供する元記事を参照してください。
【引用元】
【読み上げ】
VOICEVOX 四国めたん/No.7