<講義ノート>普遍生物学 : 生きていることの物理的状態論

Abstract

シュレーディンガーは、70年ほど前、「生命とは何か」という著書で、情報を担う分子の性質を予言しました。これは分子生物学の興隆への大きな一石となり、以降、生物内の個々の分子の性質は調べ挙げられてきました。しかし、それら分子の集まった「生きている状態とは何か」の答えには未だ至っていません。そこで最初の問いを「生命一般に成り立つ普遍的性質は何か、それをどう理解するか」と言い換えてみましょう。この問いに答えるために物理は有効でしょうか。かつて熱力学は平衡状態という規定のもとでシステムの普遍的性質をとらえることに成功しました。では、多様な成分を維持し、成長できるという「安定した、生きている状態」を規定して、それのみたすべき一般的な現象論を構築できないでしょうか。これまでに、要素(分子や細胞)1つ1つを探るのではなく、要素同士とシステム全体が安定した整合的関係をつくるという拘束に着目し、そのダイナミクスや統計法則を明らかにしてきました。普遍生物学では、こうした研究をふまえて、生物の基本的性質--遺伝、代謝、発生、進化--に潜む普遍法則を構成的実験と理論物理で解き明かそうとしています。その一端を紹介します。