北海道大学低温科学研究所(研究代表 = 名誉教授古川义泉)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)在日本实验模块“Kibo”中第二次在冰点以下的水中合作研究冰在国际空间站上成功进行晶体生长实验。
生活在极地海域流冰下方的鱼类可以在零度以下的环境中生存而不会结冰。据说这是因为血液中所含的抗冻糖蛋白吸附在冰晶/水界面上,抑制了晶体的生长。然而,目前还不清楚它是如何实际吸附在界面上的,以及它对冰晶生长有什么影响。精确测量生长速率的时间变化对于探索晶体生长的实际状态是必不可少的,但在地面实验中,由于对流的影响,生长速率可能会发生变化,因此在零重力环境中的测量很重要。
因此,利用国际空间站保持零重力环境并能完全消除对流等湍流的特点,在北海道安装了精确测量冰生长速度的空间实验装置(冰晶细胞2)。由大学和 JAXA 共同发起。根据地面传输的信号进行自动控制实验。
因此,当水中含有少量具有防止生活在流冰正下方零度以下环境中的鱼类冻结功能的抗冻糖蛋白时,具有冰晶的固定表面的生长速度明显快于纯水。水。首次验证了它的周期性波动(振动)。
本研究结果阐明了抗冻糖蛋白如何控制冰晶生长的机制,将成为未来极寒环境下生物体生存策略的物理机制,将被迫切改写。此外,通过阐明作为功能性蛋白质的抗冻原理,有望用于医疗领域、食品领域、能源领域等。