2023.12.07 2023.12.08

細胞内のノイズのパターンを探る

marugotoyoten

Harvard_univのYoutube動画「細胞内のノイズのパターンを探る」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
ノイズのパターンの探求
要点２
マイクロフルイディクスを使用した実験
要点３
ランダムさの中に潜む秩序

要約

細胞内のノイズのパターンを探る
コンピュータ上の写真をズームインすると、ランダムなノイズのように見えることに気づいたことはありますか？しかし、ズームアウトして別の視点から見ると、パターンが浮かび上がってきます。同じ概念が私たちの細胞内のノイズにも適用されます。私たちが感じる各臭いは、特殊な細胞によって検出され、どの細胞がどの臭いを感知するかの決定はランダムに行われます。遺伝的に同一の細胞群の間でのこの行動の変動性こそが、私たちがノイズと呼ぶものです。

顕微鏡と実験によるパターンの解明
ノイズのパターンを理解するため、講演者は細菌を使用した実験を行いました。遺伝的に同一の細菌の行動を食物源上で観察することにより、彼らがランダムに行動を変えていることが明らかになりました。しかし、この実験だけでは細胞が異なる振る舞いをする理由については十分に説明できませんでした。パターンを見つけるため、講演者と共同研究者はマイクロフルイディクスを使用して数千のトラップを作り、同じ条件下で繰り返し同じ決定をすることができる個々の細胞を捕獲しました。

ランダムさの中に潜む秩序
最初の見た目では、細菌の行動は異なる活動間を切り替えることでランダムに見えるかもしれません。しかし、このランダムさには目的があります。鼻の細胞と同様に、異なる細菌はランダムな切り替えを通じて異なるタスクに特化しています。しかし、よく見ると、秘められた秩序が浮かび上がってきます。一部の細菌は行動を調整し、ある細菌が行動を変えると、その子孫は8世代にわたってそれに続きます。これらの決定を統計的に数千回研究することにより、数学的なルールと公式が細胞がどのように振る舞うのかを説明できます。

細胞の変動性の理解の重要性
細胞の変動性を理解することには広範な意義があります。これにより、なぜ一部の細菌が抗生物質に耐性を持ち、なぜ特定のがん細胞が治療に異なる反応を示すのかが説明できるかもしれません。細胞が同じであることではなく、異なる要素に焦点を当てることで、重要な問題に対する新たな視点を得ることができます。ノイズの中にあるパターンは、これらの課題への洞察と解決策を提供し、細胞の振る舞いの理解における突破口を提供する可能性があります。

▼今回の動画