의식이있는 뇌를 감시하는 동안 몸이 꼭두각시처럼 조작되는 것을 상상해보십시오. 일부 종의 개미의 경우,이 공상 과학 시나리오는 빈번한 현실입니다. 소수의 곰팡이는 곤충 숙주의 신경계를 납치하여 조직을 침략하고 내부에서 유기체를 천천히 먹으면서 움직임을 지휘 할 수있는 독특한 능력을 가지고 있습니다.
.펜실베니아 연구원들은 최근이 독특한 기생충의 사례 뒤에있는 잊혀지지 않는 세부 사항을 발견했습니다. 곰팡이 종 복합체를 사용하여 ophiocordyceps unilateralis , Maridel Fredericksen 연구원과 그녀의 동료들은 미세한 곰팡이 포자가 개미의 몸, Gargantuan을 인수 할 정도를 보여주었습니다. o의 포자 일 때. Unilateris 목수 개미 종 ( camponotus castaneus 에 착륙합니다 ), 그것은 곤충의 외골격을 관통하고 순환계에 자유 플로팅 세포로 들어갑니다. 16-25 일 만에 곰팡이는 개미의 몸 전체에 퍼졌습니다. 세포의 응집체는 개미가 빛을 향해 위로 올라가 턱을 잎에 고정시킨다. 그 후, 곰팡이는 숙주를 죽이고 감염주기를 계속하기 위해 새로운 포자를 방출합니다. 그러나 개미의 몸으로 곰팡이 침공의 정도에 대한 의문이 남아 있습니다.
최첨단 현미경 기술을 사용하여 Fredericksen은 개미 신체 내 곰팡이의 성장을 자세히 설명했습니다. o의 세포. Unilateralis 개미의 턱과 다리 안쪽에 집중되는 복잡한 다세포 네트워크, 종합적으로 균사체라고 불리는 복잡한 다세포 네트워크로 자라기 시작합니다. 놀랍게도 뇌는 풍부한 곰팡이 세포로 둘러싸여 있지만 보존된다는 것입니다.
그렇다면 곰팡이는 어떻게 개미의 몸을“인수”합니까? 곰팡이는 꼭두각시 마스터처럼 작용하여 개미를 내부에서 원하는 위치로 이동합니까? 미세한 이미징은 필라멘트와 유사한 곰팡이 세포가 열화 된 근육 섬유 사이에서 자라며 서로 융합하여 협력하기 시작합니다. 이것은 기괴한 곰팡이의 세계에서 흔한 현상입니다. 단일 개인 또는 여러 개의 필라멘트와 같은 세포는 병합되어 때로는 수백 개의 상호 연결이있는 복잡한 세포 네트워크를 만들 수 있습니다. o의 경우. Unilateralis , 이것은 아마도 개미 신체의 조작을 동기화하는 수단 일 것입니다 - -“개미 좀비”.
개미의 사지를 직접 움직이기보다는 o. Unilateralis 2 차 대사 산물이라고 불리는 화학 물질의 칵테일을 분비하며, 호스트의 행동을 지휘하도록 설계되었습니다. 더 오싹하게, 곰팡이는 곰팡이의 화학적 프로파일이 어떤 개미 조직이 감염되는지에 따라 다르기 때문에 뇌 대 근육을 감지합니다. 곰팡이가 뇌를 식민지화하는 것을 피하는 이유는 여전히 미스터리이지만, 다른 대사 산물 프로파일로부터 간접적 인 증거는 곰팡이가 화학 신호를 통해 개미의 기존 신경계의 제어를 압수한다는 것을 시사합니다.
매혹적으로, o의 극단적 인 수명주기. Unilateralis 완전히 독특하지는 않으며 놀랍게도 유사한 행동을 보여주는 먼 관련 기생충의 예가 있습니다. 이러한 유사성은 새의 날개와 박쥐의 비교로 가장 자주 예시되는 생물학적 현상 인“수렴 진화”의 극단적 인 예입니다. 수백만 년의 진화 후, 새와 박쥐 팔다리의 형태는 서로 밀접하게 닮았다. 수렴 진화의 수백 가지 예가 생명의 나무에 걸쳐 존재하지만, 기생충이 호스트의 면역 체계를 가로 채는 능력은 아마도 가장 독특 할 것입니다. o. Unilateralis 호스트의 유사한 행동 조작을 일으키는 유일한 유기체는 아닙니다. 곰팡이 판도라 포름 및 미세 웜 dicrocoelium dendriticum 놀랍도록 비슷한 생활 방식을 가지고 있습니다.
운 좋게도, 곰팡이 뇌 조절의 메커니즘은 표적화 된 인간으로 진화하지 않았다 (아직!). 그러나, o의 수단을 더 잘 이해한다. Unilateralis 특정 개미 종을 표적화 할 수 있으며 조직은 인간 건강에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 다발성 경화증 및 뇌성 마비와 같은 일부 쇠약 한 질병의 증상은 손상된 뇌-뉴런 근육 의사 소통 체인을 포함합니다. 더 완전히 특성화하는 방법을 상상하는 것은 불가능하지 않습니다. Unilateralis 특정 2 차 대사 산물을 사용하여 화학적으로 호스트 운동을 유도하면 신경 근육 장애가있는 개인의 증상을 완화하는 새로운 약물의 길을 열 수 있습니다. 특정 조직으로의 표적 약물 전달의 개선 된 메커니즘은 더 나은 지시 된 항암 치료에서 일반적인 항생제에 이르기까지 광범위한 응용을 가질 수 있습니다.
참조 :
- Fredericksen, M., Zhang, Y., Hazen, M., Loreto, R., Mangold, C., Chen, D. 및 Hughes, D. (2017). 3 차원 시각화와 심층 학습 모델은 행동 적으로 조작 된 개미에서 복잡한 곰팡이 기생충 네트워크를 보여줍니다. 국립 과학 아카데미의 절차 , 114 (47), pp.12590-12595.
