クマムシは宇宙で生き残ったが、紫外線には弱かった

2007年9月、地球の上空258〜281kmを、人工衛星「フォトンM3」が回っていました。その中の、ヨーロッパ宇宙機関（ESA）の実験装置には、からからに乾いた小さな動物たちが入っていました。8本の足をもつ、とても小さな動物、クマムシです。

クマムシたちは10日間、宇宙の真空と、宇宙から降ってくる放射線にさらされました。一部の組は、太陽の光も浴びました。地上に戻ってから水をかけると、多くのクマムシが動き出しました。

2008年、スウェーデンの研究者イングマール・ヨンソン（K. Ingemar Jönsson）らが、この結果を発表しました。クマムシは、「宇宙の真空と放射線を同時に浴びて生き残った、初めての動物」として記録されたのです。

ここまでは、有名な話です。ところが、論文の図と数字を読むと、もう一つの結果が書いてあります。太陽の紫外線を全部まともに浴びた組で、生き残ったのはわずか3匹でした。「最強生物」と呼ばれるクマムシは、どんな条件なら強く、どんな条件では弱いのでしょうか。

この記事では、まず宇宙実験の結果を、条件ごとに見ていきます。次に、クマムシが放射線に耐える仕組みを紹介します。最後に、クマムシの弱点である熱について説明します。

01宇宙の真空にさらされただけのクマムシは、地上のクマムシと同じように生き残った

実験に使われたのは、2種類のクマムシです。1つはリクテルシウス・コロニフェル（Richtersius coronifer）、もう1つはミルネシウム・タルディグラドゥム（Milnesium tardigradum）です。どちらの種も、乾かした大人と、その卵を使いました。実験装置には、「TARDIS」という名前がつけられていました。

研究チームは、宇宙での条件を3つの組に分けました。

• 宇宙の真空だけ。
• 真空＋紫外線の一部（日焼けの原因になるUV-AとUV-B）。
• 真空＋紫外線の全部（地上には届かない、波長の短い強い紫外線まで）。

どの組も、宇宙の放射線は浴びています。比べるために、同じように乾かしたクマムシを、地上の研究室にも置きました。

結果は、はっきりしていました。真空だけの組は、2種とも、地上の組と生き残り方に差がありませんでした。 卵を産む数も変わりませんでした。宇宙の真空に直接さらされた卵も、地上の卵と同じようにふ化しました。

真空の中では、体の水分がぎりぎりまで奪われます。論文によると、乾いたクマムシの体に残る水は、体の重さの1%を、はるかに下回ります。普通の細胞なら、DNAの形が崩れて壊れてしまうほどの乾き方です。クマムシの細胞は、それに耐えていました。

02太陽の紫外線を全部浴びた組で、生き残ったのは3匹だけだった

一方、太陽の光を浴びた組は、まるで違う結果になりました。

紫外線を全部浴びた組で生き残ったのは、ミルネシウム・タルディグラドゥムの3匹だけでした。もう1種のリクテルシウスは、一部の紫外線を浴びた組でさえ、動き出したのは1匹だけでした。

ミルネシウムのほうは、一部の紫外線を浴びた組で、68%が30分以内に動き出しました。でも、その後にたくさん死にました。太陽の光を浴びた卵からは、子どもが1匹も生まれませんでした。

論文によると、太陽の光を当てた組で生き残ったクマムシは、1平方メートル当たり7,000キロジュール（キロジュールはエネルギーの量の単位）を超える紫外線を浴びていました。真空の中でこれほどの紫外線を浴びて、なぜ体を立て直せたのかは、「謎のまま」だと論文は書いています。

それでも、この3匹には大きな意味がありました。それまで、宇宙の真空と、太陽や宇宙の放射線を同時に浴びて生き残った生き物は、2つしか報告がありませんでした。地衣類（コケのように見える、菌と藻が一緒に暮らす生き物）と、細菌です。動物では、クマムシが初めてでした。

03ヨコヅナクマムシは、DNAを放射線の傷から守るタンパク質を持っている

では、クマムシは、どうやって放射線に耐えているのでしょうか。2016年、東京大学の橋本拓磨特任研究員、國枝武和助教らの研究グループが、一つの答えを発表しました。

グループが調べたのは、クマムシの中でも特に強いとされる、ヨコヅナクマムシ（Ramazzottius varieornatus）です。研究に使った「YOKOZUNA-1」という系統は、1匹のクマムシから増やしたものです。遺伝子のばらつきをなくすためです。グループは、このクマムシの遺伝情報の全て（ゲノム）を、詳しく正確に読み取りました。

そして見つかったのが、細胞の核の中で、DNAにぴったり寄りそうタンパク質です。DNAへのダメージを抑える（Damage suppressor）ことから、Dsup（ディーサップ）と名づけられました。Dsupは、クマムシの卵が育ち始めたばかりの時期に、特にたくさん作られていました。

次に、ヒトの培養細胞（実験用に育てた細胞）にDsupを作らせてから、X線を当てる実験が行われました。すると、DNAが切れる量が、Dsupを持たない細胞に比べて約40%減りました。東京大学は、「半分程度に減った」と紹介しています。

Dsupは、傷ついたDNAを直すのではありません。そもそも、DNAに傷がつくのを抑えていました。X線を当てたあとも、Dsupを持つ細胞は、増える力を保っていました。

2019年には、アメリカの研究チームが、Dsupの仕組みをもう一歩詳しく調べました。DNAは、細胞の中で、糸巻きのような粒（ヌクレオソーム）に巻きついています。Dsupは、このヌクレオソームにくっついていました。そして、「ヒドロキシルラジカル」という、DNAを傷つける分子から、DNAを守っていたのです。ヒドロキシルラジカルは、放射線などによって生まれます。

04水の中で動いているクマムシは、37℃ほどの水に24時間つかると半数が死ぬ

クマムシが乾いて、眠ったようになった状態を「乾眠（かんみん）」といいます。東京大学の紹介ページは、乾眠中のクマムシが耐えられる環境として、「100度の高温から、マイナス273度の低温まで」を挙げています。ただし、これには大事な条件がついています。乾いて眠っているときの話だ、ということです。

2020年、デンマークのコペンハーゲン大学のチームが、ヨコヅナクマムシが熱にどれだけ強いかを測りました。水の中で動いているクマムシを24時間温めると、半数が死ぬ温度は37.1℃でした。少し高い温度に慣らしてから温めても、半数が死ぬ温度は37.6℃でした。人が入るお風呂より、少しぬるいくらいの温度です。

乾いたクマムシは、ずっと熱に強いものでした。1時間温めた場合、半数が死ぬ温度は82.7℃でした。ところが、24時間温めると、63.1℃で半数が死にました。乾いていても、高い温度に耐えられる時間には限りがあるのです。研究チームは、高温をクマムシの「アキレス腱（一番の弱点）」と表現しています。

逆に、凍ったまま長い時間を過ごすことには、とても強いという記録もあります。国立極地研究所のチームは、凍ったコケから、クマムシを生き返らせました。そのコケは、1983年に南極でとられ、−20℃で30.5年保存されていたものです。

生き返ったのは、クマムシ2匹と、卵1個でした。そのうち1匹と、卵からかえった1匹は、その後繰り返し卵を産みました。ただ、動き出すまでには、長い時間がかかりました。研究者は、30年分の体の傷を直す時間が必要だったのだろう、と考えています。

05まとめ

乾いたクマムシは、宇宙の真空に10日間さらされても、地上に置いたクマムシと同じように生き残り、卵も産みました。けれども、太陽の紫外線を全部浴びた組で生き残ったのは、3匹だけでした。

日本のヨコヅナクマムシからは、DNAに寄りそって傷を防ぐタンパク質、Dsupが見つかりました。それでも、水の中で動いているクマムシは、37℃のお湯に1日つかっただけで、半数が死にます。クマムシがとても強いのは、乾いて眠っているあいだに限った話なのです。