マルチユニット システムは、社会的に相互作用する能力に依存しています。たとえば、私たちのような多細胞生物は、数百億個の細胞から構成される分化した組織で構成されており、これらの組織はすべて、互いに通信し、協力して相互作用する能力を備えており、強力な分業と相互依存をもたらすことがあります。場合によっては、突然変異細胞が発生することがあります。これは、協調的な方法から逸脱し、独自の利己的な利益に従う可能性があり、癌細胞の増殖につながる可能性があり、グループ全体の生存を危険にさらす可能性があります.
バクテリアを含む非常に多くの単細胞微生物は、同様に多様な方法で相互作用します。それらはコミュニティを形成し、互いに有用なリソースを交換します。時には、協同組合グループによって生成された公共財を清掃することはできますが、貢献しないランダムな突然変異を介して不正行為者が発生しますより多くのエクソプロダクトを生産することで、生産者よりも優位に立つことができます。
バクテリア Myxococcus xanthus 特に協力的です。世界中の陸地の土壌に見られ、微生物の社会的進化と発達をよりよく理解するためのモデルとして機能します。この捕食性細菌は、土壌内で協力者の大きなグループを形成し、集団で群がり、他の微生物の生命を狩る.それらは、放出されて表面または他の隣接細胞に付着する収縮性付属肢の助けを借りて、グループの動きを促進するために、特別な潤滑分子を生成および分泌します。最後に、飢餓に対応して、これらの何万もの細菌細胞が凝集して大きな子実体になり、飢餓と乾燥ストレスの両方に生き残る可能性が高まります.
粘液細菌の親族グループは非常に多様です
理論的根拠に基づいて、微生物の協力グループは、協力を弱体化させる無関係な細胞間の対立を防ぐために、社会的および遺伝的に均一であると予想される場合があります。重要なことに、異なる社会集団に由来する遺伝的に異なる個人は、一般的に互いに回避、妨害、または戦うことさえあることが以前に示されています.しかし、正確な遺伝的組成に関する知識は、M.ザンサス 自然界の子実体は非常に限られています。したがって、我々は、Mのそのような子実体グループのメンバー間の遺伝的および表現型の関係をより綿密に調べることに着手した.ザンサス 陸地の土壌のパッチで。
Science に掲載された最近の記事で 、6つの異なる子実体グループに由来する120個体の全ゲノムを分析しました。それらは、最近の共通の祖先に由来する非常に密接に関連した細胞からなる親族グループであることがわかりました。近親者で構成されているにもかかわらず、これらのグループは、遺伝子型と社会的行動表現型に予想外に大きな多様性を持っています。遺伝的変異の詳細なパターンから、グループは、多くの場合、何百世代にもわたって共存していたと思われる多様な細胞株で構成されていると推測できます.
選択ホットスポットとしての社会的遺伝子
これらのネットワークの枝に沿って遺伝的変異をさらに調査し、観察された社会的行動をグループの系統発生にマッピングしました。これらのデータは、グループ内の行動パターンの多様性が、粘液細菌の社会的習慣を制御する少数の「社会的」遺伝子に焦点を当てた強力な自然選択によるものであることを明らかにしました。そのような「選択のホットスポット」における突然変異は、さまざまな行動の変化を引き起こし、最終的には、胞子の生産と群れの速度がさまざまな程度の非常に多様な細胞社会を生み出しました。後者は、グループの協調的な狩猟能力にも影響を与えるはずです.
これらの結果は、多様化した細胞株の特定の組み合わせが、環境の変化により効果的に対応するためのより柔軟な行動レパートリーに起因する可能性があるため、他のものよりも本質的に成功する可能性があることを示唆しています。そのため、「文化的多様性」は、私たちの焦点となる土壌微生物の進化的成功を促進することがあります.
細胞協力の基礎をよりよく理解するための探求
単細胞生物は地球上に遍在しており、私たちの日常生活にとって極めて重要な機能を果たしています。たとえば、腸内フローラのプロバイオティクスの住人または病原体として、または食品生産における微生物のパートナーおよび拮抗薬としてです。これらの微生物の多くは、自然界で大きな協同的な細胞グループに結合します。私たちの洞察は、一般的にそのような協力的なグループの遺伝的および行動的特性をよりよく把握するのに役立つと信じています.これは、協力がどのように成功する戦略となり得るか、また、この情報をどのように使用できるかについての理解を深める可能性があります。深刻な長期感染を引き起こします。
