Отдельные клетки, похоже, умеют учиться сложным вещам

Согласно новому исследованию, отдельные клетки способны к сложному типу обучения, обычно присущему лишь целым нервным системам.

«Это открывает перед нами новую захватывающую загадку: как клетки, не имеющие мозга, справляются с такими сложными задачами?» — говорит биолог Джереми Гунавардена из Гарвардской медицинской школы.

Форма обучения, о которой идёт речь, называется привыканием, когда реакция на стимул, не приносящий вознаграждения, уменьшается по мере его повторения. Это объясняет, почему, например, дикие животные привыкают к присутствию людей или почему необычный запах в комнате со временем становится менее заметным.

Нейробиолог из Института Макса Планка Лина Экерт и её коллеги использовали компьютерное моделирование для быстрого тестирования молекулярных сетей внутри клеток млекопитающих и одноклеточных организмов, называемых инфузориями, или ресничными. Они обнаружили четыре молекулярные сети, каждая из которых имела систему двойного отклика, где один отклик рассеивается гораздо медленнее, чем другой.

Такая способность к изменению реакции на импульс определяет привыкание. Реакции, которые рассеиваются медленно, могут препятствовать кратковременной реакции на импульс, и тогда клетка как бы привыкает к стимулу. Как только медленная реакция исчезает, а более быстрая возвращается, ответные действия снова начинают проявляться с прежней силой.

«Мы считаем, что это может быть своего рода «памятью» на клеточном уровне, позволяющем клеткам как реагировать немедленно, так и влиять на реакцию в будущем», — объясняет биолог Роза Мартинес из Центра геномного регулирования.

Команде ещё предстоит подтвердить свои выводы на живых клетках, но ранее привыкание было продемонстрировано у ресничного животного Stentor coeruleus.

«Наш подход может помочь нам определить приоритеты в экспериментах, которые с наибольшей вероятностью дадут ценные результаты, сэкономят время и ресурсы и приведут к новым открытиям», — говорит Мартинес.

Если выводы исследователей окажутся верными и будет подтверждено, что выявленные молекулярные сети действуют как форма клеточной памяти, понимание того, как они работают, может открыть способы предотвратить привыкание нашей иммунной системы к присутствию раковых клеток.