雪虫という小さな翅のない昆虫が、マイナス6度にもなる氷点下の環境で活動を維持するため、不凍タンパク質を産生し、自ら体温を生成していることが科学者らによって発見された。ノースウェルン大学の研究チームは初めてこの昆虫のゲノムを解読し、特殊な遺伝子や寒冷刺激に対する感度の低下を明らかにした。この研究成果は3月24日付の「カレント・バイオロジー」誌に掲載され、極寒環境への適応に関する知見を提供している。
雪虫は雪の上を這い回り、配偶者を探したり産卵したりしており、多くの昆虫が動けなくなるような環境下で繁殖している。ノースウェルン大学ワインバーグ・カレッジ・オブ・アーツ・アンド・サイエンシズの神経生物学教授マルコ・ガリオ氏が率いる研究チームは、チオネア・アレクサンドリアナ（Chionea alexandriana）という種が持つ複数の生存メカニズムを解明した。スウェーデン・ルンド大学のマーカス・ステンスミール氏との共同研究において、この昆虫が北極圏の魚類と構造的に類似した不凍タンパク質を産生していることを発見した。このタンパク質は氷の結晶に結合し、凍結による細胞損傷を防いでいる。また、ミトコンドリアにおける熱産生に関連する遺伝子も特定され、これにより雪虫はホッキョクグマのような哺乳類の褐色脂肪組織に近い熱を生成できることが分かった。実験では、雪虫のタンパク質を発現するように改変されたショウジョウバエの凍結耐性が向上したことが確認され、雪虫自体も震えることなく周囲より数度高い内部体温を維持していた。ガリオ氏は「雪虫は単に寒さに耐えているだけではなく、寒さに対抗するための複数の手段を持っている」と述べた。チームは雪虫のゲノムを解読し、データベースに存在しない多くの新規遺伝子を明らかにした。「当初、エイリアンの種を解析してしまったのかと思った」とガリオ氏は語る。さらに、寒冷刺激を検知する重要な感覚タンパク質が、蚊やショウジョウバエに比べて雪虫では30倍も感度が低く、極度のストレスに耐えられるようになっていることも判明した。ステンスミール氏は「雪虫はむしろ哺乳類や一部の植物が熱を生成するのと同様に、細胞レベルで熱を産生している可能性が高い」と付け加えた。これらの適応能力こそが、雪虫が寒く雪深い環境を好み、暖かくなると姿を消す理由を説明している。米国国立衛生研究所や国立科学財団などの支援を受けたこの研究は、寒冷による損傷から細胞や組織を保護する戦略に応用できる可能性がある。
