새로운 연구에 따르면, 개별 세포는 아메바를 흘리는 것부터 우리 몸의 구성 요소에 이르기까지 전체 신경계와 관련된 복잡한 학습을 수행할 수 있는 것으로 보입니다.

하버드 의과대학의 생물학자인 제레미 구나와르데나(Jeremy Gunawardena)는 "이 발견은 우리에게 흥미로운 새로운 수수께끼를 열어준다. ”

문제의 학습 형태는 "습관화(habituation)"로 알려져 있으며, 보상받지 못한 자극에 대한 반응이 반복이 증가함에 따라 감소할 때 발생합니다. 예를 들어, 야생 동물이 사람의 존재에 익숙해지는 이유나 방의 이상한 냄새가 시간이 지남에 따라 눈에 띄지 않는 이유를 설명합니다.

막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute)의 신경생물학자인 리나 에커트(Lina Eckert)와 그녀의 동료들은 컴퓨터 모델을 사용하여 포유류 세포와 섬모충(ciliates)이라고 불리는 단세포 유기체의 분자 네트워크를 신속하게 테스트했습니다. 그들은 각각 이중 반응 시스템을 가진 4개의 분자 네트워크를 발견했는데, 그 중 하나는 다른 하나보다 훨씬 느리게 소멸했다.

충동에 다르게 반응하는 이 능력은 습관화(habituation)이다. 천천히 소멸하는 반응은 충동에 대한 단기적인 반응을 방해하여 세포를 자극에 효과적으로 적응시킬 수 있습니다. 느린 반응이 가라앉고 빠른 반응이 돌아오면 반응은 원래 강도로 다시 트리거됩니다.

"우리는 그것이 세포 수준에서 일종의 '기억'일 수 있다고 생각하며, 세포가 즉각적으로 반응하고 미래의 반응에 영향을 미칠 수 있도록 한다"고 게놈 조절 센터의 생물학자인 로사 마르티네즈는 설명한다.

연구팀은 살아있는 세포에서 발견한 사실을 확인하지 못했지만, 섬모에서 습관화가 확인되었다.

"우리의 접근 방식은 어떤 실험이 가치 있는 결과를 산출할 가능성이 가장 높은지 우선순위를 정하고, 시간과 자원을 절약하며, 새로운 돌파구를 마련하는 데 도움이 될 수 있습니다"라고 Rosa Martinez는 말합니다. ”

연구진의 연구 결과가 옳고 확인된 분자 네트워크가 세포 기억의 한 형태로 확인되면 그 작동 방식을 이해하면 면역 체계가 암세포의 존재에 적응하는 것을 막는 방법을 밝힐 수 있습니다.

"그것은 환상과 비슷합니다"라고 Gunawardena는 설명합니다. "이러한 잘못된 인식이 면역 세포에 어떻게 암호화되어 있는지 안다면, 면역 세포가 주변 환경을 올바르게 감지하기 시작하고, 종양이 눈에 띄게 악성으로 변한 다음, 기능을 시작하도록 면역 세포를 재설계할 수 있을 것입니다. 지금은 그저 환상일 뿐이지만, 저는 기꺼이 탐구하고자 하는 방향입니다. ”

이것은 최근에 세포에서 발견된 유일한 학습 방법이 아닙니다. 또 다른 연구팀은 최근 세포가 반복을 통해 학습할 수 있는 능력을 가지고 있을 수도 있다는 것을 발견했다.

"뇌를 가진 동물 밖에서 학습하는 문제는 논란으로 가득 차 있으며, 역사적 관점에서 볼 때 종종 이데올로기적이고 과학적이었다"고 에커트와 그의 팀은 말했다.

"단세포 유기체는 살아있는 유기체와 마찬가지로 생존의 문제를 해결해야 하기 때문입니다...... 진화를 통해 동물이 사용하는 것과 유사한 기본적인 형태의 학습이 제공되었다는 것은 그럴듯해 보인다. ”

이 연구는 커런트 바이올로지(Current Biology) 저널에 발표되었다.