国際宇宙ステーション（ISS）で氷の結晶成長実験に成功、不凍糖タンパク質によって水が凍らないしくみが明らかに（JAXAと北海道大学による共同実験）

北海道大学とJAXAは、「きぼう」船内実験室において、2013年11月から2014年6月まで、氷の結晶成長実験を行いました。これは、寒冷環境に住む変温動物の体液に含まれ、その動物の凍結を防ぐ機能を持つ凍結抑制タンパク質（不凍糖タンパク質）を加えた水が氷点下でどのように凍って，氷の結晶ができ、成長するかを観察し、そのメカニズム解明の一助になろうとする宇宙実験です。今回、その実験結果をまとめた学術論文がNature系列のオンラインジャーナル"Scientific Reports"にて、3月6日に発表されました。

今回の研究成果は次のとおりです（北海道大学低温科学研究所リリースによる）。

• 不凍糖タンパク質が水中にわずかに含まれると、氷結晶の底面の成長速度が純水中に比べて、３〜５倍も早くなり、さらに周期的に変動（振動）することを初めて検証した。
• 流氷直下の氷点下の環境に住む魚の体液に含まれ凍結を防ぐ機能を持つことで知られている不凍糖タンパク質であるが、その結晶成長に対する効果は氷の吸着面ごとに異なり、不凍効果のしくみと関連することを明らかにした。

国際宇宙ステーション内の無重力環境では結晶の周囲で対流などの乱れが存在しないため、氷の成長に対するタンパク質の効果が顕在化されます。このような実験は対流のある地上では実現困難であり、まさに宇宙実験ならではと言える成果です。

今後、その仕組みの解明を進めていくことにより、氷点下でも魚が凍死しないのはなぜかという生命の不思議を説明するモデルに書き換えを迫ることが期待されます。

詳細は、北海道大学のプレスリリースをご覧ください（北海道大学のHPです）。

国際宇宙ステーションにおいて氷の結晶成長実験に成功 流氷の海に住む魚はなぜ凍死しないのか！？[PDF：448KB]

Why don't fish freeze to death in icy water？（英語ページ）

参考リンク

氷の結晶成長実験「生体高分子の関与する氷結晶成長－自励振動成長機構の解明（Ice Crystal2実験)とは