アメーバはべん毛や繊毛を持たず、細胞質を突出させた仮足を用いて移動する原生生物の総称です。日本の研究チームがモジホコリというアメーバの一種を使い、数学の難問として知られる「巡回セールスマン問題」を解くことに成功したと発表しています。

Remarkable problem-solving ability of unicellular amoeboid organism and its mechanism | Royal Society Open Science
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsos.180396

Amoeba finds approximate solutions to NP-hard problem in linear time
https://phys.org/news/2018-12-amoeba-approximate-solutions-np-hard-problem.html

An Amoeba-Based Computer Calculated Approximate Solutions to a Very Hard Math Problem - Motherboard
https://motherboard.vice.com/en_us/article/gy7994/an-amoeba-based-computer-calculated-approximate-solutions-to-a-very-hard-math-problem

慶應義塾大学の環境情報学部准教授である青野真士氏らの研究チームは、原形質流動によって移動して落ち葉や朽ち木の表面などに生息するアメーバの一種「モジホコリ」を使い、巡回セールスマン問題の解決に当たらせるという実験を行いました。モジホコリは脳を持たないにもかかわらず、高度な知能に匹敵するような記憶力・判断力を持っていることで知られる単細胞生物です。

巡回セールスマン問題とは組合わせ最適化問題の一種であり、同じ都市を2度訪問せずに複数の都市全てを訪問し、出発点に戻ってくる最短ルートを導き出すというもの。巡回セールスマン問題は巡回するべき都市の数が増えるにつれて、コンピューターが問題を解決するのに必要な時間が指数関数的に増えることで知られています。たとえば訪問都市が4つである場合は最適解のルートが3つしかありませんが、訪問都市が8つに増えた場合、最適解のルートが2520個にまで増加してしまいます。

研究チームは計64個の狭いルートを持つ星形プレートの下にモジホコリの栄養源となる寒天プレートを置き、その上にモジホコリをのせました。実験では研究チームがモジホコリに「巡回セールスマン問題を解くアルゴリズム」を与え、モジホコリはそのアルゴリズムに従って解を導き出すという一種のコンピューター的役割を果たしています。実験をまとめたムービーがこれ。

■動画
Physarum: Remarkable problem-solving ability of unicellular amoeboid organism and its mechanism
https://youtu.be/8GCJq-HQbyk


続きはソースで
https://i.gzn.jp/img/2018/12/25/amoeba-solves-hard-math-problem/img-snap08038_m.jpg


GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181225-amoeba-solves-hard-math-problem/

＜感染はまれだが、感染すれば致死率は98％だ＞

米テキサス州のサーフリゾートを訪れたサーファーが、人間の脳を食べるアメーバに感染して死亡した。

ファブリチオ・ステイビル（29）は、テキサス州ウェーコの「RSRケーブルパーク・アンド・サーフリゾート」を訪れ、サーフィン用の人工波施設を利用した。

その後、自宅のあるニュージャージー州に帰り、9月21日に死亡した。「原発性アメーバ性脳髄膜炎」だった。脳を食べるアメーバ、「ネグレリア・フォーレリ」に感染していたのだ。

webs181004-amoeba01.jpg

このアメーバに感染するケースは極めてまれだ。アメリカでは1962～2016年の間に143人の感染が報告されているだけだ。ただしそのうち139人が死んだ。致死率は98％だ。感染後5日～1週間ほどして症状が出始めるが、頭痛や吐き気など最初はありふれた症状で、気づくのが遅れる。

クラウドファンディングサイト「GoFundMe」では、感染の危険性について意識を高めてもらうため、ファビリチオの名前でページが開設された。

GoFundMeのステイビルのサイトによると、サーフリゾートを訪れた後、ステイビルは頭痛が収まらず、やがて話すこともできなくなった。細菌性髄膜炎と同じ症状で、薬も効かなかった。

さらに詳しい検査をした結果、ネグレリア・フォーレリに感染していたことがわかったのだ。

続きはソースで

https://www.newsweekjapan.jp/stories/webs181004-amoeba01.jpg
https://www.newsweekjapan.jp/stories/assets_c/2018/10/webs181004-amoeba02-thumb-720xauto.jpg

ニューズウィーク日本版 https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/10/post-11061.php

https://wired.jp/2017/11/12/brain-eating-amoebas-of-yellowstone/
　ヒトの体内に鼻から侵入して、致死率97パーセントの脳髄膜炎を引き起こす「脳食いアメーバ」。
温暖化に伴う分布拡大が危惧されているなか、科学者たちは新しい観察装置を使って、その発生をリアルタイムで監視しようとしている。

心地よい9月のある日のこと。イエ◯ーストーン国立公園内のボイリングリヴァーでは、観光客たちがおぼつかない足取りで浅瀬を歩き、温泉よろしく深みに体をひたしていた。「沸騰する川」という名前だが、実際は沸騰するほど熱くはないのだ。
彼らを気にする様子もなく、アメリカアカシカの群れが川を渡る。そのかたわらで、ウェーダー（胴付長靴）を履いた研究者たちが水のサンプルを採取している。彼らが探しているのは、感染すれば97パーセントの確率で死に至る「脳食いアメーバ」である。

この場所で脳食いアメーバ（学名Naegleria fowleri：ネグレリア・フォーレリ）の犠牲者は出ていない。
だが研究者たちは、上流の地熱エネルギーのおかげで温水が流れるボイリングリヴァーにも、この小さな“怪物”が生息できることを知っている。このため、川岸には遊泳客に向けた注意書きが掲げられている。
このアメーバは楽しい一日を台無しにするどころか、かなりの確率で命を奪うのだ。

■死亡まで5日という凶悪なアメーバ
　ボイリングリヴァーで調査をおこなっていたのは、1,000km以上の道のりをここまでやって来たカリフォルニア州モントレーベイ水族館付属研究所（MBARI）と、調査対象は決して石だけではない米国地質調査所（USGS）という、意外な組み合わせの研究者たちだ。
彼らは採取した水のサンプルを、こちらは想像にたがわず、米国疾病予防管理センター（CDC）に発送する。
CDCの研究者たちは脳食いアメーバの謎を解明し、願わくば米国の河川からあらゆる病原体の危険を取り除くため、水のサンプルの解析に取り組むのだ。

ネグレリア・フォーレリのもっとも腹立たしい点は、ヒトの脳を食べるつもりがないことかもしれない。
このアメーバの好物はもっと小さな獲物で、本来は淡水域をさまよいながら、微生物をむさぼり食う。

だが、そんな淡水域で誰かが泳いでいて鼻に水が入ると、アメーバは脳に侵入して脳組織を食べはじめ、原発性アメーバ性脳髄膜炎と呼ばれる疾患を引き起こす。
脳の膨張にともなって発熱、吐き気の症状が現れ、ついで発作と幻覚が生じる。
死亡までの期間は平均で5日。致死率は97パーセントにのぼる。

ネグレリア・フォーレリは温水を好むため、暖かいボイリングリヴァーは格好のすみかだが、低温にも耐える。
「水温が低下するとシストに変化します。これは卵のような状態で、きわめて強い耐寒性をもちます」と、CDCの環境微生物学研究室に所属する環境工学者、ミア・マッティオーリは説明する。
「しかし、この状態は不活性で移動はできず、ただ生存しているだけです。周囲が温かい好適環境になると、感染力のある状態に戻ります」

この温度依存性のおかげで、ネグレリア・フォーレリの検出は極めて難しい。水温が低下すると、水中の生息密度も低下するのだ。
他の淡水生物なら、1リットルの水に数百個規模で捕獲できるが、ネグレリア・フォーレリの場合、生息密度は100リットルに100個体程度でしかない。
このようにまれな種であることに加え、鼻に入らなければ感染しないため、2007年～2016年に米国内でこのアメーバの犠牲になった人は40人にとどまっている。

続きはソースで

SF映画で見る、生き物のようなソフトマシン開発の重要な手がかりに

東京大学大学院工学系研究科の吉田亮教授と小野田実真大学院生らの研究グループは、流動性を大きく振動させながらひとりでに液体（ゾル）になったり擬固体（ゲル）になったりする、アメーバのような液体の創製に世界で初めて成功しました。
将来的には、アメーバの運動機構をはじめ、生命の自律性を考察する糸口になるとともに、生き物のようにしなやかな動きをみせる、SF映画で描かれてきたような、ソフトマシンの実現につながると期待されます。

生体内で営まれる多様な生命現象は、様々な物質が複雑に相互作用を及ぼし合うことで実現されています。
例えば、アメーバの体内では、アクチンと呼ばれる生体高分子が集合と分散を自ら繰り返し、流動性を絶えず変化させることで運動しています。
このアクチンによるゾル-ゲル振動は、アメーバ運動のみならず癌細胞の転移や免疫細胞の発生、細胞分裂、傷の修復などにも重要です。
しかし、こうした自律挙動の人工再現に成功した例は、その困難さのため、今までほとんど報告されていませんでした。

これに対し、今回研究グループは、人工的に合成された高分子が集合と分散を自ら繰り返す仕組みを考案し、外部から電気・熱・光などを一切加えることなく、ひとりでにゾル-ゲル振動するアメーバのような高分子溶液の創製に初めて成功しました。

ゾル-ゲル振動の実現にあたっては、ベロウソフ・ジャボチンスキー反応（BZ反応）と呼ばれる化学振動反応を引き起こす仕組みを、ABC型トリブロック共重合体と呼ばれる、特殊な分子配列を持つ高分子に組み込んだことが重要な働きをしました。
生体のエネルギー代謝反応のモデルとしても知られるBZ反応は、金属錯体の酸化還元状態が周期的に振動する反応です。

続きはソースで

ゾル-ゲル振動するアメーバのような新物質のイメージ図  
http://www.u-tokyo.ac.jp/content/400069342.jpg

東京大学
http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/amoeba-like-oscillating-materials-synthesized-in-lab.html