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細胞を理解する: 生命が誕生する基本的な構成要素

腫瘍学者で著名な作家であるシッダールタ・ムカジーは、最新の著書で、物語の顕微鏡を細胞に焦点を当てています。細胞は、複雑なシステムと生命そのものが現れる基本的な構成要素です。 心臓の鼓動を可能にする細胞の調整、堅牢な免疫システムを作り出す細胞の特殊化、思考を形成する細胞の発火です。 「人体を理解するには、細胞を理解する必要があります」と Mukherjee は書いています。 「彼らには医学を理解してもらう必要があります。 しかし、最も本質的に、私たちは生命と私たち自身の物語を語るために細胞の物語を必要としています。」

彼のアカウント、 細胞の歌, 巧みに書かれた生物学の教科書のように読めることもあれば、哲学の小冊子のように読めることもあります。 Mukherjee は、顕微鏡の発明と細胞生物学の歴史的起源から始まり、そこから細胞解剖学に飛び込みます。 彼は、バクテリアなどの外来細胞の危険性と、私たち自身の細胞が誤動作したり、ハイジャックされたり、失敗したりする危険性を調べます。 次に、血液と免疫システム、臓器、細胞間のコミュニケーションなど、より複雑な細胞システムに移ります。 「人体は、協力する細胞の市民権として機能します」と彼は書いています。 「この市民権の崩壊は、私たちを健康から病気へと導きます。」

各ステップで、彼は細胞機能の発見からそれらが保持する治療の可能性まで明確な線を引くように注意しています. 「股関節骨折、心停止、免疫不全、アルツハイマー型認知症、AIDS、肺炎、肺がん、腎不全、関節炎などはすべて、細胞または細胞系の異常な機能の結果として再認識される可能性があります」と Mukherjee は書いています。 「そして、すべてが細胞療法の遺伝子座として認識される可能性があります。」

たとえば、電流がニューロンにどのように影響するかを理解することは、 気分障害を治療するための脳深部刺激. そして T 細胞は、体内を移動して病原体を探す「戸別訪問者」です。 がんと闘う訓練を受けている これらの放浪者が外来細胞と「自己」をどのように区別するかを医師がよりよく理解するにつれて.

2010年の本でピューリッツァー賞を受賞したムカジー すべての病気の皇帝、魅力的な作家です。 彼は、人間の登場人物と特異な歴史的詳細を巧みに選び出し、読者を引き付けて、ドライなテクニカル セクションに引き留めます。 たとえば、初期の顕微鏡をもてあそんでいたアマチュア科学者や学術科学者に関する彼の長い講演を見てみましょう。 レンズとささいな学問的な戦い (永遠に続くものもある) の説明の中で、Mukherjee は、17 世紀にオランダの商人で顕微鏡愛好家の Antonie van Leeuwenhoek が、とりわけ彼の自分の精液と淋病に感染した人の精液。 それらのサンプルの中で、レーウェンフックは彼が「性器の小動物」と呼んだものと、現在私たちが精子と呼んでいるもの、「水中を泳ぐヘビやウナギのように動く」ものを見ました。

Mukherjee が科学的発見と潜在的な治療法との間に明確なつながりを描くのと同じように、ケーススタディと彼のキャリアの過程で見た患者からの鮮やかな例を引き出すことによって、これらの治療法の重要性を示すことにも優れています. サム P. は、トイレに行くまでに急速に進行する癌が広がるだろうと冗談を言っています。 そして、MK は、謎の免疫障害によって荒廃した青年で、彼の父親は息子のお気に入りのミートボールを購入して病院に運ぶために、雪の中をボストンのノース エンドまでトレッキングしました。

そして、子供の頃に白血病に苦しんでいたエミリー・ホワイトヘッドがいて、その細胞は「ザ・シンプソンズ」の登場人物クラスティ・ザ・クラウンにちなんで名付けられた冷凍庫の中に保管されています. 一部の細胞は、ホワイトヘッド病を認識して撃退するように遺伝子組み換えされています。 と呼ばれるその療法の成功は、 CAR-T、癌治療の変化を予告し、ホワイトヘッドは何世紀にもわたる科学的調査の奇跡的に健康な結果になりました. 「彼女は、セルの輝く中心部に到達し、その無限に魅惑的な謎を理解したいという私たちの願望を具体化しました」とMukherjeeは書いています. 「そして彼女は、細胞の生理学を解読することに基づいて、新しい種類の医療、細胞療法の誕生を目の当たりにしたいという私たちの切ない願望を具現化しました。」

腫瘍学、免疫学、病理学、科学史、神経生物学への進出だけでは不十分であるかのように、Mukherjee は、細胞療法の倫理、障害の意味、完璧主義、そしてすべてが存在する世界での受容について、非常に大きな疑問を投げかけます。身体的特徴が変化する可能性があり、生命の性質さえも変化する可能性があります。 「細胞は生命の単位です」と彼は書いています。 「しかし、それはより深い疑問を投げかけます。『人生』とは何ですか?」i 

いくつかの点で、細胞は、これらの多くの曲がりくねった、分岐した、交差した経路を移動するための完璧な器です. 細胞は、研究、発見、および有望ないくつかの信じられないほどの物語の場所であり、Mukherjee は、生物学的プロセスと介入の多様な配列を調査するための十分な余地を自分自身に与えています. しかし、比喩的にも文字通りにも、細胞ができること、できることすべてを網羅しようとすると、Mukherjee は満足のいく方法でこれらの深い問題を完全に探求することに失敗してしまいます。

彼がメタファーに大きく依存していることは助けにはなりません。 セルは「解読機」「分割機」「未知の宇宙船」。 彼は細胞を「レゴ ブロック」、「伍長」、「俳優、プレーヤー、実行者、労働者、建設者、創造者」になぞらえています。 T細胞だけでも、「ゴム靴の探偵」と「暴れまわって炎症性パンフレットを吐き出す暴動の群集」の両方として説明されています。 ムカジーが他の人から引用した多くの細胞の比喩は言うまでもありません。 読者が理解できる画像を作成することは、サイエンス ライターにとって非常に重要な部分ですが、非常に多くの画像が気を散らすこともあります。

最後のセクションでは、細胞のいじくり回しから恩恵を受ける強化された人間の意味に取り組んでいます。 これらの「新しい人間」は、サイボーグでも、超能力で強化された人間でもない、と Mukherjee は明言します。 本の冒頭でこのアイデアを紹介するとき、彼は次のように書いています。 しかし、糖尿病患者が自分でインスリンを生成できるように幹細胞を操作したり、うつ病に苦しんでいる人の脳に電極を埋め込んだりすることで、幹細胞が何らかの根本的な方法で変化したと Mukherjee は考えています。 人間はパーツの総和であると彼は書いていますが、細胞療法は国境を越えて、人を「新しいパーツの新しい総和」に変えます。

このセクションは、次のことについての有名な哲学的思考実験を反映しています。 テセウスの船. テセウスは、長い旅の途中で修理しなければならなかった木造船でアテネを出発しました。 船員は腐った木材を取り除き、壊れたオールを交換しました。 船が戻るまでに、元の木材は残っていませんでした。 哲学者たちは何世紀にもわたって船の性質について議論してきました: 修理された船はアテネを出発した船と同じですか、それともまったく新しい船ですか?

ムカジーの「新しい人間」についても同じ質問がなされるかもしれません。 私たちを新しくするためには、何個の細胞を変える必要がありますか? 特定の細胞は他の細胞よりも重要ですか? それとも人間は、これらの計算に影響を与える良心や魂などの固有の完全性を持っているのでしょうか?

ムカジーが完全に答えに到達することはありませんが、彼の本のタイトルは、ウォルト・ホイットマンの 自分の歌、存在の相互接続性への頌歌。 Mukherjee は科学者に対し、原子、遺伝子、細胞など、孤立した単位のみを調べる「原子論」を捨てて、システム全体または存在の全体を評価する包括的なアプローチを支持するよう強く求めています。 「多細胞性が何度も進化したのは、細胞がその境界を維持しながら、市民権に複数の利点があることを発見したためです」と彼は書いています。 「もしかしたら、私たちも一から多へと移行し始めるべきなのかもしれません。」

この記事は、最初に公開された Undark。 読む 原著.

画像のクレジット: Torsten Wittmann 氏、カリフォルニア大学サンフランシスコ校、Flickr の NIH 経由

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