人類は宇宙で赤ちゃんを作るのに苦労するかもしれない。新しい研究が示唆する、微小重力下で精子が方向感覚を失うこと
模擬無重量状態が人間の精子のナビゲーション能力を低下させた
宇宙で方向感覚を失うのは宇宙飛行士だけではない。3月26日にCommunications Biology誌に発表された研究によると、精子細胞は無重量に近い状態で方向感覚を失う。これは、他の世界を植民地化しようとする人類の野望に深刻な影響を及ぼす発見である。
模擬微小重力下では、精子は「ひっくり返り、逆さまになる」と、オーストラリアのアデレード大学の生物学者で研究共著者のニコール・マクファーソンは、Guardian紙のトリー・シェパードとのインタビューで語っている。「彼らは本当にどちらが上でどちらが下かわからないのです。」
NASAが月や火星での持続的な人間の居住地に向けて推進する中、宇宙での生殖を理解することが不可欠になっている。以前の研究では宇宙のような環境での精子の運動性を調べていたが、科学者たちはこれらの細胞が実際に女性の生殖管をナビゲートして卵子に到達できるかどうかを判断していなかった。
ご存知でしたか？月面での存在
NASAは2030年代までに月に恒久的な人間の基地を建設したいと考えている。
マクファーソンのチームは、微小重力を模倣する回転装置を使用して、人間、マウス、豚の精子をテストした。彼らは、女性の生殖器の解剖学的構造を再現するように設計された小型迷路を、細胞がどれだけうまくナビゲートするかを追跡した。
結果は驚くべきものだった。通常の重力下では、人間の精子の約50パーセントが目標に到達した。模擬微小重力下では、細胞が泳ぐ能力を維持しているにもかかわらず、20パーセント未満しか到達しなかった。マウスの精子も同様の障害を示した。
犯人は精子表面の重力感知タンパク質であるようだ。「精子に見られる多くのタンパク質はメカノセンサーとして機能し、物理的な力を検出する小さな分子装置です」とマクファーソンはLive Scienceのケナ・ヒューズ=キャッスルベリーに語っている。「重力の力を取り除くと、これらのセンサーが混乱し、精子の方向付けとナビゲーションの能力が妨げられるのは当然です。」
研究者たちは潜在的な回避策を特定した。高濃度のプロゲステロン（排卵後に放出されるホルモン）が、微小重力下で精子がナビゲーション能力を取り戻すのを助けた。「これは、プロゲステロンが卵子からも放出され、精子を受精部位に導くのを助けることができるためだと考えていますが、これは潜在的な解決策としてさらなる探求に値します」とマクファーソンは声明で述べている。
課題はナビゲーションを超えて広がっている。チームがマウスと豚の細胞を使用して受精と初期胚発生をテストしたとき、微小重力は両方の種で受精率を低下させた。一部の胚は正常に発達したが、長期の微小重力曝露はマウスで発達の遅れを引き起こした。
受精後でさえ、障害は残る。「胚はまだ子宮壁に着床する必要があります」とマクファーソンはLive Scienceに語っている。これは重力の手がかりに依存するプロセスである。「その後、胚の細胞は正しく組織化されて、最終的に体内のすべての臓器を形成する必要があり、妊娠期間全体にわたって適切に機能しなければならない胎盤によって維持されます。微小重力は、これらの段階のいずれかまたはすべてを妨げる可能性があります。」
これらのハードルにもかかわらず、宇宙のような条件下で受精した多くの胚には健康な細胞が含まれており、将来の宇宙での生殖に希望を与えている。研究チームは、地球の重力と真の微小重力の間にある、月や火星で見られる部分的な重力下で精子と胚がどのように機能するかを調べる予定である。
「私たちが宇宙航行種または多惑星種になることに向けて進歩するにつれて、微小重力が生殖の最も初期の段階にどのように影響するかを理解することが重要です」と、アデレード大学のアンディ・トーマス宇宙資源センターのディレクターであるジョン・カルトンは声明で述べている。
```html
