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オタマジャクシの体内に藻類を送り込み、光合成によって酸素を供給できた

2021年10月20日(水)17時50分
松岡由希子

藻類を注射後のオタマジャクシ SUZAN ÖZUGUR AND HANS STRAKA

<オタマジャクシの血流に藻類を送り込んで酸素を供給するという新たな手法の原理証明(PoP)に成功した>

独ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(LMU)の研究チームは、オタマジャクシの血流に藻類を送り込んで酸素を供給するという新たな手法の原理証明(PoP)に成功し、2021年10月13日、オープンアクセス誌「アイサイエンス」で研究論文を発表した。

オタマジャクシに藻類を注入すると、速く効率的に酸素を供給できた

自然界では、藻類が光合成し、酸素や養分を海綿や珊瑚などの無脊椎生物に供給している。研究チームは「植物生理学と神経科学を組み合わせ、藻類の光合成によってカエルのような脊椎動物にも酸素を供給することはできないだろうか」と考えた。

実験では、アフリカツメガエルのオタマジャクシの心臓に、10マイクロリットルの緑藻「クラミドモナス」または藍藻「シネコシスティス」を注入した。藻類は心拍ごとに血流を通じて少しずつ動いてやがて脳に達し、半透明だったオタマジャクシは緑色になった。オタマジャクシに光を当てると、近くの細胞に酸素を供給しはじめた。

Researchers Inject Algae Into Tadpole's Heart


藻類が脳に行き渡ったのち、オタマジャクシの頭部を切り離し、細胞の機能を保持するために必要な栄養素が溶け込んだ酸素バブルバスにこれを置いて、その神経活動と酸素レベルをモニタリングした。

バスから酸素を枯渇させると神経は発火を止めて静止したが、頭部を照らすと15〜20分以内に神経活動が再開した。神経活動が再開するまでの時間は、オタマジャクシに藻類を注入しない代わりにバスの酸素を補給した場合と比べて約2倍短い。

また、復活した神経活動は、酸素が枯渇する前と同等もしくはそれ以上のパフォーマンスであった。つまり、一連の実験結果では、オタマジャクシに藻類を注入すると、速く効率的に酸素を供給できることが示されている。

他の研究のきっかけにつながる第一歩になる

研究論文の責任著者でルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘンのハンス・ストラカ教授は、今回の研究成果について「原理として成り立つことが必ずしも適用できるとは限らないが、他の研究のきっかけにつながる第一歩にはなるだろう」と評価している。

研究チームでは、今後、「注入された藻類が、免疫応答を引き起こすことなく、オタマジャクシの体内で生存し、酸素を産出し続けられるかどうか」について解明をすすめる方針だ。

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