※本記事は2020年9月に掲載されたものです
生命活動にとって最も大事なものは何か
国立研究開発法人 理化学研究所 生命機能科学研究センター 網膜再生医療研究開発プロジェクト 研究員
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※黒字＝ 砂川玄志郎 氏
──動物が冬眠するメカニズムについて教えていただけますか。
実はよく分かっていないんです。体温が下がって動かなくなるのが冬眠の一般的なイメージだと思いますが、実は体温が下がるから冬眠するのではなくて、基礎代謝が落ちて、動かなくなるから、結果的に体温が下がるわけです。
哺乳類の体温は、通常は37℃プラスマイナス2℃から3℃の間に保たれています。普通はここから体温が極端に下がると命が危険にさらされます。人間の場合、体温が32℃か31℃になると心臓の動きが鈍り、30℃を切った状態が長時間続くと死に至ります。
しかし冬眠動物は、4℃から5℃くらいの体温で数カ月間生きることができます。ここには何かトリックがあるはずです。代謝が下がるだけでなく、低い温度で生きられる仕組みが隠されているはずです。しかし、それが何かはまだ分かっていません。
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──変温動物も冬眠しますよね。
カエル、ヘビ、魚、それから昆虫にも冬越えをする種がいます。これも正確なメカニズムは分かっていないんです。変温動物は体温が下がると体が動かなくなるので、その延長線上に冬眠があるともいわれています。しかし、カメの中には、代謝の仕組みが冬眠中に変わる種類もいます。そのメカニズムが哺乳類と同じなのかどうか。それも判明していません。
──冬眠する動物とそうでない動物の差はどこから生まれるのでしょうか。
最後の氷河期が終わったのが今から2万年ほど前です。2万年前にはすべての動物が冬眠をしていたのではないか。その後気候が徐々に温暖になるにしたがって、冬眠をしないという選択をする種が増えてきた。そんな説があります。
現在の肉食動物は一般的には冬眠しません。気候が温暖になってくれば冬でも歩き回ることができるので、冬眠している他の動物を食べてしまえばいい。一方、草食動物の場合、温暖になったといっても食料となる植物は冬にはほとんど枯れてしまいますから、春になるまで空腹に耐えなければなりません。だから、代謝を落として空腹に耐えられる状態、つまり冬眠を選択し続けた。そう考えることも可能です。冬眠状態になれば、敵に襲われるリスクは増えます。それでもその戦略の方が生存の可能性が高かったということなのかもしれません。
──雪山で遭難した人が低体温の状態で生き延びたという例も国内外でいくつか報告されているようですね。
あれも一種の冬眠かもしれません。僕は、人間の中にも遺伝的に冬眠可能な人がいるのではないかと考えています。例えば、冬眠に必要な100の因子があって、そのうちの一つでも欠けると冬眠できないが、たまたまそれを失っていない人がいる。そんな可能性があると思うんです。その因子が何かが分かれば、人為的に冬眠状態を引き起こせるはずです。
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──代謝を落としても生き延びることができるのはなぜなのでしょうか。
そこが冬眠研究の大きなポイントです。冬眠中の動物の身体の酸素使用量は、場合によっては通常の1％くらいまで落ちます。つまり、呼吸の回数を100分の1にしても生きられるということです。では、その1％の酸素は何に使われているのか。それが明らかになれば、代謝をぎりぎりまで落としてもなお犠牲にできない機能が何か、つまり、生命活動にとって最も大事なものが何かが分かるはずです。
──なるほど。冬眠の研究とは、生命活動における「絶対」とは何かを明らかにすることであるともいえそうですね。
僕たちは生命の現象には、生と死の2つの状態しかないと考えていますが、実はその間に、死に最大限近づきながら、そこからリカバリーできる状態があるということです。そこでどのような生命活動が成立しているのか。それが明らかになれば、従来の生命観が書き換えられる可能性もあると考えています。
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