冷凍ミバエが生き返る

2011 年に孵化したショウジョウバエの幼虫は、蛹化したまま冷凍され、極寒の温度で体の半分の水分が固まります。仮死状態で何世代も過ごした後、小さなキイロショウジョウバエは目覚め、成長を許されます。ある日、ショウジョウバエは交尾できるようになるのだろうかと考えますが、このディストピア的な未来に新しい幼虫を連れて行くべきでしょうか?

結局、ハエは交尾に成功し、その子孫は完全に健康な新しい幼虫であることが判明した。ハエにとっては残念なことに、科学者たちはハエがどのようにしてこの冷凍保存を生き延びたのかを正確に調べるため、研究室で死んだ。

チェコ共和国のウラジミール・コシュタル氏と研究仲間はまさにこの実験を行い、ミバエは北極の近縁種由来のアミノ酸を含む特別な冷凍前の餌を与えれば、華氏23度で冷凍されても生き残ることができると述べている。

凍結耐性は動物にとって非常に複雑なプロセスであると考えられている。凍結耐性を持つ昆虫はほんのわずかで、ほとんどの脊椎動物の体内の氷結晶の蓄積は極めて有害または致命的である。コシュタル氏と同僚は、現代生物学で最も重要なモデル生物の 1 つであるD. melanogasterが氷点下の気温に耐えられるようにすることがどれだけ複雑であるかを解明したいと考えていた。実際には、極寒の中に入る前に凍結保存剤のカクテルを与えれば、かなり簡単だった。

北極に生息するミバエの仲間、 Chymomyza costataは液体窒素（華氏マイナス 320 度）に浸されても生き延びることができ、以前の研究で Koštál らは、ミバエが体内に L-プロリンと呼ばれるアミノ酸を蓄積することでこれを実現していることを突き止めました。この新しい研究では、チェコの研究者らはミバエの幼虫に L-プロリンとグリセロール（別の凍結防止剤）を含む餌を与え、冷却しました。治療を受けた幼虫は、華氏 23 度（摂氏マイナス 5 度）で体液の半分が凍った後も生き延びることができました。ハエは 75 分間冷凍され、その後ゆっくりと温められました。

「溶けた後もこれらの幼虫は成長を続け、成虫に変態し、生存可能な子孫を産むことができた」と研究者らは述べている。

他の研究者たちは、寒さへの感受性の根底にある遺伝子をより深く理解するために、冷凍可能なショウジョウバエを作ろうとしている。生物が寒さの中でどのように繁栄するかを解明することは、研究者が人間も同じようにできる方法を理解するのに役立つかもしれない。必ずしも人間を冷凍保存するわけではないが、それは素晴らしいことだが、臓器を氷上でより長期間生存させて移植できるようにするためだ。この研究は、同様の意味合いを持つ可能性があるが、ハエを研究する生物学者にとって便利な解決策になる可能性もある。ハエのユニークな遺伝子系統を、生きたハエの大規模で高価な遺伝子プールを必要とせずに、低温で保存できるからだ。

この論文は米国科学アカデミー紀要に掲載された。