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2014年8月 7日 (木)

零下196度まで生存するヌマエラビル!仕組みは不明。

ニホンイシガメやクサガメなどに寄生する淡水性のヒル「ヌマエラビル」がマイナス196℃の液体窒素で凍結しても死なず、マイナス90℃の環境下で32カ月間も生存し続けることを、東京海洋大学と農業生物資源研究所の研究チームが発見しました。自然状態ではこのような低温環境にいないため、なぜ極端な耐凍性を持つようになったのか、遺伝子レベルからも研究を続けるとそうです。極低温の環境で生き延びるメカニズムを解明できれば、不治の病に苦しむ人を冷凍保存し、医学が進歩した未来に解凍して治療できるようになるかもしれないと言います。

 

発見のきっかけは、研究チームの1人のメンバーが、摂氏マイナス80度で約半年間、冷凍保存していたクサガメを解凍したところ、生前に寄生していたヌマエラビルが“生き返り”、体を動かしているのを見つけたことだ。そこで改めてヒルだけを凍結し解凍したところ、確かに生存が確認されたため、詳しく研究することにしたのです。

 

研究ではヌマエラビルだけでなく、同じエラビル属の仲間でウミガメに寄生する「マルゴエラビル」や、カメ類には寄生しない淡水性のヒル5種類についても調べたそうです。それらをマイナス90度のディープフリーザーに保存し、24時間後に解凍したところ、ヌマエラビルだけが生存し、他の種類のヒルは全て死んでしまいました。

 

さらに、ヌマエラビルの孵化直後の幼体と、ふ化前の卵についても同様な実験を行ったところ、ふ化幼体も生存し、解凍した卵からも正常に幼体がふ化しました。また、ヌマエラビルの成体を液体窒素(マイナス196度)に24時間浸しても、全ての個体が生きていたそうです。ヌマエラビルの耐凍性はふ化の前から、生まれつき備わった能力だと推測されると言います。

 

また、マイナス90度温度条件下における長期保存に対する耐性を調べた結果、ヌマエラビルは9カ月まで100%の生存率で、その後は保存期間が伸びるにつれて生存率は低下し、最大で32カ月の保存に耐えたと言います。凍結(マイナス100度)と解凍の繰り返しも、最大12回までは耐えられることも確認できたそうです。

 

これまで、細胞や細菌の一部は凍結保存できるのですが、大きな生物は一般に低温になると代謝が落ち死んでしまうと考えられています。特に零下になると体内の水分が問題となります。水の分子は常温ではばらばらに運動していますが、セ氏0度よりも下がると、分子は規則正しく並んで凍り始めます。成長した氷のかけらが細胞の膜や組織を破壊してしまうのです。

 

極低温でも死なない動物には、眠りユスリカやクマムシなどがいますが、いずれも細胞の中にトレハロースなどの糖類を蓄えています。これらの糖類が水分子をバラバラの状態のまま固めることで、氷の成長を抑えて細胞や組織を守っているのです。南極でクラス魚類らは、同様の働きをする不凍タンパク質が見つかっています。ヌマエラビルではトレハロースの蓄積が確認されず、体内の水分は完全に凍結したと考えられると言います。ヌマエラビルはこれらの生物とは違う未知のメカニズムで凍結に耐えているようです。

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