線虫はお互いのRNAを交換して記憶を共有する
 体長1ミリ程度の多細胞生物である線虫は、どのようにして次の世代へと記憶をつむいでいくのだろう?例えば、食べると病気になってしまう食物の危険性を伝えることができれば、種が生き残る確率が高くなる。

 新たな研究によると、食中毒を起こした線虫は、その記憶を遺伝情報を伝えるRNAに刻み込み、子供や仲間たちと交換していることがわかったという。

 そんな驚くべき記憶伝達メカニズムが『Cell』(21年8月6日付)に掲載された。
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線虫はRNAを介して経験した記憶を伝達

 『米プリンストン大学のグループの研究によると、多細胞生物として最初に全ゲノム配列が解読された生物で、モデル生物として広く使われている「カエノラブディティス・エレガンス」という線虫は、食中毒の記憶をRNAに記録することができるという。

 そのRNA情報は親から子へと伝えられ、食中毒の記憶もまた受け継がれる。だがそれだけでない。

 通りすがりの仲間が崩壊する体から漏れ出たRNAを食べると、その仲間にも記憶が伝わり、食中毒を起こす菌を避けるようになるのだという。

線虫の記憶伝達メカニズム

 昨年、分子生物学者コリーン・マーフィー氏らは、線虫が「緑膿菌」を食べたときにどのように反応するのか観察していた。緑膿菌は一見美味しそうなエサだが、線虫に食中毒を引き起こす危険な菌だ。

 すると緑膿菌を食べた線虫は、腸内の緑膿菌からRNA(P11など)を吸収することが明らかになったのだ。RNAとはリボ核酸のことで、細胞の核や細胞質中に存在し、DNAとともに遺伝やタンパク質合成を支配する。

 P11は線虫の「maco-1」という遺伝子に結合する。maco-1は感覚認識に関係していることが知られているが、結合によって線虫は緑膿菌が危険であることを「学習」した。
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Photo by:Coleen Murphy's lab

親子間だけではなく、血のつながりのない仲間も記憶が伝達される

 しかもこうした行動の変化は、親世代だけでなく、その子供にも受け継がれ、少なくとも4世代は緑膿菌を避け続けたのである。

 だが今回の研究では、RNAの記憶が、親から子だけでなく、まったく関係のない仲間にも伝達されることが確認されている。

 ただし、そのためにはまず体が崩れて、RNAが体の外に漏れ出なければならない。

 実験では、緑膿菌が危険であることを学習した線虫を粉砕したものか、あるいはそれが泳いでいた培地を他の線虫に食べさせると、何も知らなかったはずの線虫まで緑膿菌を避けるようになることが確認されている。
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photo by iStock

RNA以外にも記憶の伝達に関与する遺伝子が存在

 しかし中には仲間のRNAを食べても学習できない線虫もいた。このことはRNA以外にも記憶の伝達に関与している何かがあることを示唆している。

 その何かとは、「Cer1」という”動く”遺伝子(レトロトランスポゾン)だ。この遺伝子はある遺伝子から別の場所へと移動することができる。まるでウイルスのような粒子を作りだし、自分の体内だけでなく、別の個体にまで記憶を移していくのだ。

 実際、Cer1を持たない線虫は、せっかくの記憶入りのRNAを与えられても、相変わらず緑膿菌を食べ続けた。

 こうした学習法には危険がないわけではない。関係のない遺伝子が移動してくることで、それが問題を引き起こすこともあるからだ。そのようなリスクがある以上、それに見合ったメリットがあるはずなのだという。

人間も親から記憶が伝達されている?

 その後の行動を変えることになる体験が、子孫に受け継がれるという説は、半世紀前なら大いに物議をかもした。

 たとえば、アメリカの動物心理学者ジェームズ・V・マコンネルは、プラナリアが仲間を食べることでその経験を受け継ぐという学説を提唱したことで、強い批判にさらされた。

 しかし現在では、今回の線虫のように、環境ストレスによって遺伝子のスイッチが切り替わり、その後何世代にもわたって受け継がれることがわかってきている。

 このことは線虫だけでなく、ミバエやマウスといった動物でも確認されており、さらに人間も例外ではないらしいことが示唆されている。

References:Scientists discover a mechanism for memory transfer between individuals in C. elegans / Murphy Lab scientists discover a mechanism for memory transfer between individuals in C. elegans | Department of Molecular Biology / written by hiroching / edited by parumo
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    コメント

    1

    1.

    • 2021年09月17日 08:47
    • ID:k.5Ffz5a0 #
    2

    2. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 08:56
    • ID:Rf4Ym.GH0 #

    ネズミの実験で経験は子供に伝わるという研究結果があったと思うが、人間でもそうなのかな。RNAが原因だとすると、ドラえもんの食べたら覚える暗記パンみたいで面白いが・・臓器移植をしたら、ドナーの食べ物などの好みも移植されたというお話はオカルトの扱いだったが、意外と根拠があるのかもしれない。

    3

    3.

    • 2021年09月17日 09:08
    • ID:p84eqHfm0 #
    4

    4. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:27
    • ID:HAHBAeC00 #

    「昨日を引きずる〜
     そんな〜禿帽子〜♪」

    「センチュー!」

    5

    5. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:33
    • ID:9kvYarLD0 #

    女子中学生の交換日記みたいなもんか

    6

    6. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:33
    • ID:xik4fEyq0 #

    天使の囀り定期

    7

    7. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:34
    • ID:dT.aE08a0 #

    線虫ってのは一般的な知名度はあまり高くないけど生物学の発展には大いに寄与した生き物なのです
    少ない細胞数、培養のしやすさによって再現性の高い実験ができます
    こういう記事を見るときくらいは線虫っていう生き物がいるってことを思い出してみてください

    8

    8. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:41
    • ID:pMbb2ryb0 #

    線虫「まずは交換日記からはじめよう」

    9

    9. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 09:50
    • ID:6szZoj.E0 #

    人間もいずれは脳みそカートリッジ式になりそう

    10

    10. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 10:10
    • ID:ury64CMi0 #

    幽霊を見るってのも案外記憶の伝達がそう見せてるって最近思ってたりする。 恐怖の伝達は生き物にとって重要だしね。

    11

    11. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 10:21
    • ID:979NaAXq0 #

    エレガンスな線虫か。

    12

    12. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 10:31
    • ID:szn1z0330 #

    食人習俗は記憶の継承のためだったのではないか

    13

    13. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 10:33
    • ID:.iYTvWXv0 #

    線虫の喉〜声帯が進化して言葉を交わすようになったら、この性質も退化していくのかな?

    14

    14. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 10:54
    • ID:HAHBAeC00 #

    植木鉢の樹木が大きくなり
    ひげ根がうじゃうじゃ生えてきた。
    よく見るとひげ根が動いているではないか!

    これが全部、線虫だと気づいた時には
    体中の体毛がぞわぞわして線虫になった。

    15

    15. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 11:09
    • ID:TxSUVerm0 #

    やだ…かわいい…

    16

    16. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 11:35
    • ID:P029vGqG0 #

    ドグラマグラを思い出した

    17

    17. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 11:57
    • ID:vRYo0Krc0 #

    C. eleganceは普段バクテリアを食べてて、緑膿菌属も普通に餌として好まれるらしい。
    また、緑膿菌属すべてが有毒なのではなく、線虫の成長を促す系統もあれば、有害な系統もあるらしい(pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1607183113)。

    ということは、このnoncoding small RNAの役割は、緑膿菌が線虫に食われないように線虫の行動を操っているバクテリア側の防衛戦術と解釈することも出来るのではなかろうか。
    そしてそれがエピジェネティックな形質として世代を超えて機能すると、より防衛効果が高まる、みたいな。

    教えて偉い人。

    18

    18. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 12:44
    • ID:979NaAXq0 #

    互いのRNAを交換するとは、カタツムリやミミズやウミウシの交尾みたいなものではないのか?

    まずは交換日記からどころか、出逢っていきなりのワンナイトカーニバル!

    19

    19. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 12:45
    • ID:HAHBAeC00 #

    東南アジアの一般家庭
    裕福でもないのにみんな
    ミネラルウォーターをガロンで買う。

    なぜって、水道ひねると
    洗面器の中には線虫がいっぱい。

    20

    20. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 12:48
    • ID:Kg0wm8tW0 #

    ※17
    ミトコンドリア・イブみたいな発想だな
    考えてみると緑膿菌にも線虫にもメリットがあるよね

    21

    21. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 12:58
    • ID:YRjsIra.0 #

    この研究が進めば
    自分の人格なんかを
    他人に移植とかできるのかな
    学問の知識とか
    覚えるのに最適と思うが

    22

    22. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 16:07
    • ID:OwZrlEgT0 #

    ラマルクは正しかった!

    23

    23. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 18:29
    • ID:j.xBQPqj0 #

    >>19
    そうなの!?その水買う費用を少しずつ持ち寄って水道整備できんのかね…

    24

    24. 匿名処理班

    • 2021年09月17日 19:44
    • ID:JXEQa7tg0 #

    ※12
    近年は虫歯の関係で毛嫌いする若い人が多いけど、
    口移しの離乳食なんかも、
    多くの動物で連綿と行われてきたことを考えると
    何か重要な世代伝達(消化酵素のための常在菌とか含め)が
    あるのではないかと思ったりする。

    25

    25. 匿名処理班

    • 2021年09月18日 01:50
    • ID:mZqJnSho0 #

    ※9
    その前に気候変動で滅んでる。

    26

    26. 匿名処理班

    • 2021年09月18日 04:00
    • ID:HcTYbHd40 #

    >食中毒を起こした線虫は、その記憶を遺伝情報を伝える
    >RNAに刻み込み、子供や仲間たちと交換している

    ん〜これを留保なく「記憶の共有」と言っちゃうのはレトリック
    に走りすぎでは?せめて「情報の継承」くらいに言い留めるべき。

    例えば我々だってワクチンの接種で抗体を共有してるけど、それを
    「記憶の共有」って普通に言ってるようなもの。

    27

    27. 匿名処理班

    • 2021年09月18日 11:39
    • ID:UJstIuQk0 #

    脳外科医が知らないうちにウイルス感染して
    患者の記憶を受け継いでたってホラー漫画が昔あったな

    28

    28. 匿名処理班

    • 2021年09月18日 12:42
    • ID:DaHE6G410 #

    ※26
    実はレトリックじゃなくて専門用語の問題なんだよね
    「継承される情報」のことをこの分野ではmemoryと呼ぶので、日本語訳すると記憶になっちゃう

    29

    29. 匿名処理班

    • 2021年09月18日 17:18
    • ID:72TFu.5l0 #

    臓器移植すると臓器提供者の嗜好がうつるてよく聞くよね

    30

    30. 匿名処理班

    • 2021年09月19日 00:39
    • ID:G2.RUcwP0 #

    >Cer1を持たない線虫は、せっかくの記憶入りのRNAを与えられても、相変わらず緑膿菌を食べ続けた。
    RNAからだけじゃなくて自力学習もできてないやん

    31

    31. 匿名処理班

    • 2021年09月19日 02:38
    • ID:uDrX.DkY0 #

    ※2
    ※29
    心臓にはニューロンが存在するらしいからな

    32

    32. 匿名処理班

    • 2021年09月19日 15:49
    • ID:bOmRv5HC0 #

    >>18
    俺んとこ来ないか?

    33

    33. 匿名処理班

    • 2021年09月21日 22:09
    • ID:YEQuryA.0 #

    「子供に話したことのない母親の昔の記憶を(幼い)子供が知っていた」
    というミステリーは結構聞く
    母親の記憶が何かしらの理由で子供に受け継がれているからじゃないかと思ってたが
    こういうことなのかな

    34

    34. 匿名処理班

    • 2021年09月23日 22:18
    • ID:JP8odNBJ0 #

    昆虫の擬態なんかは、適者生存だけで説明するには再現度高すぎるから、こんなかんじの継承手段があるのかもね。

    35

    35. 匿名処理班

    • 2021年09月27日 21:11
    • ID:6CFU6pM30 #

    記憶まで引き継げるなら、一々基礎から勉強せずに済んで良いな
    知能面に関しては、幅はあるが強くてニューゲームだろ

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