been a huge divide between what people

歴史的に見ると

consider to be non-living systems on one

生命ではないと考えられるものと

side, and living systems on the other side.

生命と考えられるものとは対極に置かれ

So we go from, say, this beautiful and

大きく隔たっていました

complex crystal as non-life, and this rather

この美しくて複雑な

beautiful and complex cat on the other side.

結晶は非生命の側にあり

Over the last hundred and fifty years or so,

美しくて複雑な猫が反対側になります

science has kind of blurred this distinction

これまで150年ほどの科学によって

between non-living and living systems, and

非生命と生命との区別は

now we consider that there may be a kind

はっきりしなくなり

of continuum that exists between the two.

いまや両者の間は切れ目なく

We'll just take one example here:

続いているかのようです

a virus is a natural system, right?

一例をあげましょう

But it's very simple. It's very simplistic.

ウィルスは自然に存在しますね

It doesn't really satisfy all the requirements,

ただし単純きわまりないものです

it doesn't have all the characteristics

生命としての

of living systems and is in fact a parasite

必要条件すら満たしません

on other living systems in order to, say,

生命の特徴を全ては満たさず

reproduce and evolve.

他の生命に寄生することで

But what we're going to be talking about here

繁殖したり進化を遂げます

tonight are experiments done on this sort of

今夜のお話では

non-living end of this spectrum -- so actually

この並びの中では非生命寄りに

doing chemical experiments in the laboratory,

位置づけられる実験を紹介します

mixing together nonliving ingredients

実験室で行う化学の実験です

to make new structures, and that these

非生命体の材料を混合して

new structures might have some of the

新しい構造を作り出し

characteristics of living systems.

その構造が

Really what I'm talking about here is

生体系の特徴の一部を有するのです

trying to create a kind of artificial life.

これはつまり

So what are these characteristics that I'm

ある種の人工生命を作る試みです

talking about? These are them.

どんな特徴に注目しているかというと

We consider first that life has a body.

こんな特徴です

Now this is necessary to distinguish the self

まず 生命には肉体があります

from the environment.

肉体は自己を

Life also has a metabolism. Now this is a

環境と区別するために必要です

process by which life can convert resources

また生命は代謝します

from the environment into building blocks

これは環境から取り込んだ資源を

so it can maintain and build itself.

体の構成要素に変換して

Life also has a kind of inheritable information.

自己を維持し成長する過程のことです

Now we, as humans, we store our information

生命は子孫に情報を伝えます

as DNA in our genomes and we pass this

ヒトは自分の情報を

information on to our offspring.

遺伝子のDNAとして持ち

If we couple the first two -- the body and the metabolism --

これを子孫に伝えます

we can come up with a system that could

肉体と代謝という最初の二つの特徴を

perhaps move and replicate, and if we

合わせると 移動して複製もできる

coupled these now to inheritable information,

システムができます

we can come up with a system that would be

さらに情報の継承も取り込めば

more lifelike, and would perhaps evolve.

もっと生命に近いシステムとなります

And so these are the things we will try to do

進化もしていくかもしれません

in the lab, make some experiments that have

実験室で我々が試みたのは

one or more of these characteristics of life.

生命の特徴の1つか2つを

So how do we do this? Well, we use

実験で示すことです

a model system that we term a protocell.

どうやったかというと

You might think of this as kind of like a

プロトセルと呼ぶモデルを使いました

primitive cell. It is a simple chemical

ごく原始的な細胞を

model of a living cell, and if you consider

想像してください

for example a cell in your body may have

生きた細胞の化学モデルです

on the order of millions of different types

例えば皆さんの体の細胞では

of molecules that need to come together,

百万種もの分子によって

play together in a complex network

複雑なネットワークが構成されて

to produce something that we call alive.

「生きている」と呼べる

In the laboratory what we want to do

状態となります

is much the same, but with on the order of

実験室では同じようなことを

tens of different types of molecules --

数10種類ほどの分子だけで

so a drastic reduction in complexity, but still

目指しています

trying to produce something that looks lifelike.

複雑さは大幅に失われますが

And so what we do is, we start simple

でも生命のように見える状態を作ろうとしています

and we work our way up to living systems.

私たちは簡単な実験から

Consider for a moment this quote by

高度化して 生きたシステムを目指します

Leduc, a hundred years ago, considering a

100年前にルデュクが

kind of synthetic biology:

人工生命について

"The synthesis of life, should it ever occur,

残した言葉を見ていきましょう

will not be the sensational discovery which we

「生命が合成されることがあっても

usually associate with the idea."

普通に考えられているような

That's his first statement. So if we actually

驚くべき発見とはなるまい」

create life in the laboratories, it's

初めの一文です

probably not going to impact our lives at all.

実験室で生命を合成できたとしても

"If we accept the theory of evolution, then

日常生活には何も影響しないでしょう

the first dawn of synthesis of life must consist

「進化論を受け入れれば

in the production of forms intermediate

生命の合成の最初の

between the inorganic and the organic

きざしは無機と有機の

world, or between the non-living

中間的な姿となるであろう

and living world, forms which possess

すなわち非生命と生命の境目で

only some of the rudimentary attributes of life"

生命の原始的な特徴の

-- so, the ones I just discussed --

幾つかを有するだけの姿となろう」

"to which other attributes will be slowly added

先ほど述べた特徴ですね

in the course of development by the

「環境からの進化的なはたらきが

evolutionary actions of the environment."

作用する中で少しずつ

So we start simple, we make some structures

他の特徴が加わるのだ」

that may have some of these characteristics

まず単純な実験で

of life, and then we try to develop that

生命の特徴の一部を有するー

to become more lifelike.

構造を作り そこから発展させて

This is how we can start to make a protocell.

しだいに生命に近づけていきます

We use this idea called self-assembly.

プロトセルの試作はこのように始まります

What that means is, I can mix some

自己集積化というアイデアを用います

chemicals together in a test tube in my lab,

すなわち 試験管の中で

and these chemicals will start to self-associate

化学物質を混ぜると自然に

to form larger and larger structures.

集まり始めて どんどん

So say on the order of tens of thousands,

大きな構造ができていくのです

hundreds of thousands of molecules will

数万個とか

come together to form a large structure

数十万個もの分子が集まって

that didn't exist before.

何もなかったところに

And in this particular example,

大きな構造を作ります

what I took is some membrane molecules,

この例では

mixed those together in the right environment,

ある膜分子を利用しました

and within seconds it forms these rather

適切な環境で材料を混ぜると

complex and beautiful structures here.

ものの数秒で

These membranes are also quite similar,

こんなに複雑で美しい構造ができます

morphologically and functionally,

これらの膜は

to the membranes in your body,

形態も機能も

and we can use these, as they say,

生体の膜組織と大変似たものです

to form the body of our protocell.

そこでこの膜を使って

Likewise,

我々のプロトセルを作れるわけです

we can work with oil and water systems.

同様に

As you know, when you put oil and water together,

水と油のシステムも利用できます

they don't mix, but through self-assembly

油と水は互いに混ざりませんが

we can get a nice oil droplet to form,

自己組織化によって

and we can actually use this as a body for

きれいな油滴ができるので

our artificial organism or for our protocell,

プロトセルとして人工生命体の

as you will see later.

肉体にできます

So that's just forming some body stuff, right?

また後で お見せします

Some architectures.

ここまでは体の作り方でしたね

What about the other aspects of living systems?

構造だけです

So we came up with this protocell model here

生体の他の側面はどうでしょうか

that I'm showing.

今お見せしているのも

We started with a natural occurring clay

プロトセルですが

called montmorillonite.

天然に産出される

This is natural from the environment, this clay.

モンモリロナイトという粘土を使いました

It forms a surface that is, say, chemically active.

こんな粘土の塊が天然に得られます

It could run a metabolism on it.

化学的に活性な表面を形成し

Certain kind of molecules like to associate

そこで代謝を起こすことができます

with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red

この粘土にある種の分子がー

-- this is a relative of DNA,

例えば 赤で示すRNAが集まります

it's an informational molecule --

DNAと似ていて

it can come along and it starts to associate

情報を伝達する分子です

with the surface of this clay.

RNAはこの粘土の表面に

This structure, then, can organize the

集まってきます

formation of a membrane boundary around

この構造はその周囲に

itself, so it can make a body of

膜の境界を形成して

liquid molecules around itself, and that's

周りを液体分子で囲まれた

shown in green here on this micrograph.

体を形成します

So just through self-assembly, mixing things

顕微鏡写真の緑の部分です

together in the lab, we can come up with, say,

自己組織化によって

a metabolic surface with some

実験室で物質を混ぜてできた

informational molecules attached

膜の肉体の内側に

inside of this membrane body, right?

代謝を起こす表面があり

So we're on a road towards living systems.

情報を持った分子が付いています

But if you saw this protocell, you would not

生体系へ向けた一歩です

confuse this with something that was actually alive.

しかし このプロトセルを見て実際に

It's actually quite lifeless. Once it forms,

生きていると考えることはありません

it doesn't really do anything.

生命のかけらも見当たらず

So, something is missing.

出来上がった後には 何もおきません

Some things are missing.

何かが足りません

So some things that are missing is,

いくつかの点で足りていません

for example, if you had a flow of energy

足りない点は 例えば

through a system, what we'd want

この系を通るエネルギーの流れから

is a protocell that can harvest

エネルギーを少し取り込んで

some of that energy in order to maintain itself,

プロトセルが自らを

much like living systems do.

維持することができないことです

So we came up with a different protocell

生体ならできることです

model, and this is actually simpler than the previous one.

さて別のプロトセルモデルを作りました

In this protocell model, it's just an oil droplet,

今のものよりも単純です

but a chemical metabolism inside

このプロトセルではただの油滴が

that allows this protocell to use energy

内部で化学的代謝反応を起こし

to do something, to actually become dynamic,

そのエネルギーで何かをするー

as we'll see here.

プロトセルで このように

You add the droplet to the system.

動いたりします

It's a pool of water, and the protocell

この油を何滴か落とします

starts moving itself around in the system.

周りは水です

Okay? Oil droplet forms

プロトセルは動き始めます

through self-assembly, has a chemical

自己組織化によってできた油滴の

metabolism inside so it can use energy,

内部では化学的代謝が行われ

and it uses that energy to move itself

エネルギーを利用できます

around in its environment.

そのエネルギーを利用して

As we heard earlier, movement is very

環境の中を動きます

important in these kinds of living systems.

前に述べたように 動くことは

It is moving around, exploring its environment,

この種の生体系において重要です

and remodeling its environment, as you see,

動き回り 周囲の様子を探り

by these chemical waves that are forming by the protocell.

周囲を変化させます このように

So it's acting, in a sense, like a living system

化学的な波を起こしています

trying to preserve itself.

自己を保存しようとする生体のように

We take this same moving protocell here,

周囲に作用していると言えるのです

and we put it in another experiment,

この動くプロトセルを使って

get it moving. Then I'm going

別の実験をします

to add some food to the system,

動いていますね

and you'll see that in blue here, right?

ではここに食糧を加えてみます

So I add some food source to the system.

青いものが見えます

The protocell moves. It encounters the food.

システムに食糧を与えます

It reconfigures itself and actually then

プロトセルが動き 食糧に遭遇して

is able to climb to the highest concentration

自分で形を変えると

of food in that system and stop there.

食糧の濃度の高いところに登っていき

Alright? So not only do we have this system

そこに留まります

that has a body, it has a metabolism,

体があるだけではなくて

it can use energy, it moves around.

代謝して エネルギーを利用して

It can sense its local environment

動き回れるシステムです

and actually find resources

周囲の環境を感知して

in the environment to sustain itself.

自らを維持するための

Now, this doesn't have a brain, it doesn't have

材料を見つけます

a neural system. This is just a sack of

脳も神経系も持たない

chemicals that is able to have this interesting

ただ袋詰めされた化学物質なのに

and complex lifelike behavior.

こんな面白くて 生きものみたいに

If we count the number of chemicals

複雑な振る舞いができるのです

in that system, actually, including the water

ここでは化学物質の種類は

that's in the dish, we have five chemicals

皿を満たしている

that can do this.

水を含めても5種で

So then we put these protocells together in a

こんな系ができました

single experiment to see what they would do,

こんなプロトセルを

and depending on the conditions, we have

組み合わせる実験をすると

some protocells on the left that are

条件にもよりますが

moving around and it likes to touch the other

左側では 動き回るプロトセルが

structures in its environment.

そこに置かれた別のプロトセルと

On the other hand we have two moving

接触しようとしています

protocells that like to circle each other,

右側では二つのプロトセルは

and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.

ぐるぐる回るのが好きなようです

Right? So not only do individual protocells

とても複雑なダンスのようです

have behavior, what we've interpreted as

この系で見たような

behavior in this system, but we also have

プロトセル単体の

basically population-level behavior

振る舞いだけではなく

similar to what organisms have.

集団レベルでの挙動もあり

So now that you're all experts on protocells,

これも生体と似たものです

we're going to play a game with these protocells.

みなさんもプロトセルの専門家になりましたので

We're going to make two different kinds.

プロトセルでゲームをしてみましょう

Protocell A has a certain kind of chemistry

二種類の違ったものを作ります

inside that, when activated, the protocell

プロトセルAはある種の化学物質を含み

starts to vibrate around, just dancing.

活性化すると

So remember, these are primitive things,

振動して踊り始めます

so dancing protocells, that's very

こんなに原始的だというのに

interesting to us. (Laughter)

踊るプロトセルとは

The second protocell has a different

興味深いですね (笑)

chemistry inside, and when activated,

第二のプロトセルは別の化学物質を含み

the protocells all come together and they fuse

活性化すると

into one big one. Right?

みんな集まってくっついて

And we just put these two together

一つの大きなプロトセルになります

in the same system.

こんな二種類を

So there's population A,

一緒にしてやるとどうなるか

there's population B, and then

まずAを入れて

we activate the system,

Bも入れて

and protocell Bs, they're the blue ones,

そしてシステムを活性化すると

they all come together. They fuse together

青い方のプロトセルBは

to form one big blob, and the other protocell

全部が集まって一つになり

just dances around. And this just happens

大きな塊となります

until all of the energy in the system is

もう一種類はただ動いています

basically used up, and then, game over.

系のエネルギーがなくなるまで動いて

So then I repeated this experiment

それでおしまいです

a bunch of times, and one time

この実験を何度も繰り返すと

something very interesting happened.

あるとき

So, I added these protocells together

とても面白いことが起きました