Nowe odkrycie: nauka na poziomie pojedynczej komórki zmienia nasze postrzeganie inteligencji i adaptacji
WarsawNajnowsze badania przeprowadzone przez Harvard Medical School oraz Centrum Regulacji Genomu wykazały, że organizmy jednokomórkowe potrafią uczyć się w sposób, którego się nie spodziewaliśmy. Te proste formy życia, o których sądziliśmy, że działają wyłącznie instynktownie, mogą wykazywać habituację, podstawową formę uczenia się. To odkrycie podważa pogląd, że taki rodzaj nauki wymaga złożonego układu nerwowego i zmusza nas do zastanowienia się, jak te komórki radzą sobie z bardziej skomplikowanymi zadaniami bez mózgu.
Naukowcy odkryli, że komórki orzęsków i ssaków posiadają skomplikowane systemy molekularne podobne do tych w mózgach zwierząt. Dzięki zaawansowanym modelom komputerowym zidentyfikowano cztery konkretne systemy. Te systemy wykazują dwa sposoby przechowywania pamięci, z których jeden zanika szybciej niż drugi. Dzięki temu komórki mogą zarządzać informacją przez różne okresy czasu. Kluczowe odkrycia obejmują:
Identyfikacja sieci molekularnych w pojedynczych komórkach wykazujących cechy przyzwyczajenia. Odkrycie dwóch form pamięci o różnych szybkościach zaniku dla przetwarzania informacji. Możliwe analogie między funkcjami pamięci pojedynczych komórek a skomplikowanymi funkcjami mózgu.
Badanie to niesie ze sobą istotne implikacje. Analizując, w jaki sposób pojedyncze komórki przyzwyczajają się do bodźców, możemy lepiej zrozumieć procesy uczenia się w większych i bardziej złożonych organizmach. Ta wiedza może pomóc w rozwikłaniu roli prostych form życia w procesach ekologicznych i ewolucyjnych. Odkrycia te mogą mieć również zastosowanie w zdrowiu i medycynie, szczególnie w leczeniu nowotworów. Guzy często unikają wykrycia przez układ odpornościowy, zwodząc komórki odpornościowe. Jeżeli komórki odpornościowe przywykną do obecności komórek rakowych, mogą przestać je atakować. Zrozumienie, jak pojedyncze komórki dostosowują się do bodźców, może prowadzić do opracowania nowych metod modyfikacji reakcji odpornościowej w walce z rakiem.
Badania wskazują, że organizmy jednokomórkowe nie tylko reagują na zmiany w otoczeniu, ale również dostosowują swoje działania w oparciu o zdobyte doświadczenia. To odkrycie zmienia nasz sposób postrzegania inteligencji i adaptacji w świecie żywych organizmów. Dalsze badania mogą przynieść postępy w dziedzinie bioinżynierii, umożliwiając wykorzystanie pojedynczych komórek do tworzenia zaawansowanych biotechnologii lub systemów adaptacyjnych do różnorodnych zastosowań.
Te odkrycia pokazują, że pojedyncze komórki posiadają zaawansowane zdolności, co zmienia nasze postrzeganie uczenia się i adaptacji we wszystkich organizmach żywych. Podkreślają też konieczność dalszych badań nad złożonym i szczegółowym światem mikroorganizmów.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2024.10.041i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Lina Eckert, Maria Sol Vidal-Saez, Ziyuan Zhao, Jordi Garcia-Ojalvo, Rosa Martinez-Corral, Jeremy Gunawardena. Biochemically plausible models of habituation for single-cell learning. Current Biology, 2024; DOI: 10.1016/j.cub.2024.10.041Udostępnij ten artykuł