浦島太郎の骨を守れ!? 32匹の宇宙飛行士

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皆さん、こんにちは。

今回は、サイエンスアゴラの打ち合わせでお邪魔してきました宇宙航空研究開発機構(JAXA)「宇宙生物医学研究室」についてご紹介をしたいと思います。宇宙生物医学研究室は、宇宙飛行士を対象とする医学はもちろん、地球に住む私たちの医療にも貢献するために、生き物全体を対象とした「宇宙医学」の研究に取り組んでいる研究室です。

筑波にあるJAXAは、も!敷地も!ロケットも!ついでに池のカルガモも!!みんなとにかくでかい!

写真をみてもわかるように、とても気持ちのいいところでした。

さて、研究室に潜入すると、こんな生き物を発見。

おぉ!こいつは未来館にいる宇宙メダカ の親戚じゃないか!

そうです。宇宙生物医学研究室の室長は、宇宙飛行士の向井千秋さんなのです。そういえば、7月15日に宇宙へと旅立った、宇宙飛行士の星出彰彦さんの実験もこのメダカ実験に取り組むこと、みなさんはご存知でしたでしょうか?

星出さん実験と向井さん実験の違いは何?

宇宙飛行士が国際宇宙ステーション(ISS)で長い時間生活すると、地上の10倍で老化が進むと言われています(正確には、老化の過程で起こる一部の現象と同様の症状が急速に進む)。まさに浦島太郎!この浦島太郎現象の中でも、特に骨量の減少が大きな問題です。この骨が減少するメカニズムを解明するために、星出さんは宇宙でメダカの飼育実験を行います。1994年に向井さんが2週間飼育していましたが、その目的はメダカが宇宙でも交尾・産卵できるかどうか。星出さんの実験では特に骨や筋肉着目した実験を行う予定です。

なぜ骨が減るの?

骨は筋肉と同じように「作っては壊す」という新陳代謝を行っています(骨の組織を破骨細胞が壊し、骨芽細胞が新しく作る)。人は約5年もすると全ての骨が新しく入れ替わります。寝たきり生活や宇宙生活をすると、この骨の新陳代謝のバランスが崩れ、破骨細胞が増えるので、骨が弱くなってしまうのではないかと考えられています。しかし、その仕組みはいまだに不明!また、骨は、腱を介して筋肉とつながっています。これまでの実験から、宇宙飛行士の腱や筋肉が萎縮していることが観察されています。微小重力の宇宙では、骨への荷重がなくなり、骨を支えている腱や筋肉がゆるみ、この“ゆるみ”が骨に影響することで破骨細胞を活性化させているのではないかと考えられています。星出さんの実験では、この“ゆるみ”説が正しいかどうか検証されるわけです。

そもそもメダカって重力の影響を受けてるの?

水の中で生活しているメダカは、地上で重力の影響を受けにくい印象があります。しかし、水中においてもメダカの各組織の密度は水よりも大きいため、その大きさに見合った重さがあります。メダカは鰾(うきぶくろ)から生じる浮力で体の重さを釣り合わせ、背骨が曲がらないよう、筋肉を働かせて姿勢を保っています。そこは人間と同じ。無重力の宇宙では、浮力が作用しないため、鰾は球形に近づき、骨の周りの組織に“ゆるみ”が生まれます。それが破骨細胞を活性化させている可能性があります。メダカで起こる現象の解明が、人間に起こる問題解決にちゃんと繋がっています。

どんなメダカが宇宙に行くの?

今回の実験では、遺伝子組換え技術を用いてつくられたトランスジェニックメダカが用いられます。このメダカは蛍光タンパク質で破骨細胞と骨芽細胞の両方を識別できるので、体内で起こっている生命現象を目で見ることができますし、生きたまま観察や解析をすることができます。

どんな飼育装置を使うの?

水棲生物実験装置という装置が使われます。この装置を使うと最長90日間の宇宙実験が可能です(以前はスペースシャトルで実験をしていたため、長くても2週間しか実験できませんでした)。メダカは世代交代が早いので、90日間もあれば3世代目まで成長をみることができます。一度も地上の重力を経験していない生物が、宇宙でどのように成長し、行動するのか、また遺伝子はどのように変化するのかがわかります。ちなみに餌は自動で出てきます。うらやましいシステムですね!

もう実験は始まっているの?

先日「こうのとり」3号機で打ち上げられたのは水棲生物実験装置のみ。10月23日に打ち上げられるソユーズ宇宙船で32匹(日本の実験用に24匹、ロシアの実験用に8匹)のメダカが運ばれる予定です。ちなみにISSでの水生生物の飼育は初めて!期待が膨らみます!

個人的には、無重力で試してみなければ結果がわからない「浦島太郎の骨実験」を一番注目しています。これから出発する32匹の宇宙飛行士たちのおかげで、『骨粗しょう症』の治療法や、骨を丈夫にするための運動法や食事法など、地球上で私たちの生活が大きく変わる新発見があるかもしれません。

さて、そんな宇宙生物医学研究室にご協力をいただいて、11月10日にイベントを開催致します。

その名も・・・

「ミッション・ポッシブル~宇宙探査編~」

詳細はこちらのページ

 宇宙飛行士はどんな栄養管理や運動管理をしてる?

宇宙飛行士と私たちとの違いは何?

想像すると怖い!宇宙生活の大問題って?

宇宙生活に学ぶ、私たちが地上できるポッシブル(できること)とは?

映画とは違い、上から吊るされるなんてことはありません!笑

当日はJAXAの方にもお越しいただきます。

みなさんのアイディアがISSの宇宙生活を変えるかも!?

みなさんのご参加、心よりお待ちしております。

最後は宇宙兄弟のお決まりのポーズ。

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