홋카이도대학 저온과학연구소(연구대표=후루카와 요시미네 명예교수)와 우주항공연구개발기구(JAXA)는 국제우주정거장 '기보' 일본 실험동에서 두 번째 빙점 아래 냉각된 수중 얼음 의 결정 성장 실험에 성공했다.

 극지의 바다의 유빙 바로 아래에 사는 물고기는 빙점 아래의 환경에서도 동결하지 않고 살아남을 수 있다.이는 혈액에 함유된 부동당단백질이 얼음결정/수 계면에 흡착됨으로써 결정성장을 억제하기 위하여 여겨져 왔다.하지만 실제로 어떻게 계면에 흡착하고 있는지, 얼음의 결정 성장에 어떤 효과가 있는지는 불분명했다.결정 성장의 실태를 탐구하기 위해서는 성장 속도의 시간 변동을 정밀하게 측정하는 것이 불가결하지만, 지상 실험에서는 대류 등의 효과로 성장 속도가 변화하기 쉽기 때문에 무중력 환경에서의 측정이 중요해진다.

 그래서 무중력 환경이 유지되고 대류 등의 혼란을 완전히 배제할 수 있다는 국제 우주 정거장의 특질을 이용하여 얼음 성장 속도를 정밀하게 측정하는 우주 실험 장치(Ice Crystal Cell 2)를 홋카이도 대학과 JAXA가 공동으로 개발.지상에서 송신하는 신호를 바탕으로 자동 제어로 실험을 실시했다.

 그 결과, 유빙 직하의 빙점하의 환경에 사는 물고기의 동결을 막는 기능을 가지는 부동당단백질이 물 중에 약간 포함되면, 얼음 결정이 있는 정해진 면의 성장 속도가 순수중에 비해 대폭 빨라 보다 주기적으로 변동(진동)하는 것이 처음으로 검증되었다.

 본 연구의 성과는 부동당단백질이 얼음의 결정성장을 어떻게 제어하는가 하는 구조를 밝히는 것이며, 향후 생체의 극한한랭 환경에서의 생존 전략의 물리적인 구조에 다시 쓰기를 다가가게 된다.또한 동결억제의 기능성 단백질로서의 원리가 밝혀짐으로써 의료 분야, 식품 분야, 에너지 분야 등에의 활용이 기대된다.

홋카이도 대학

산업계와 지역과의 제휴를 확고하게 「홋카이도 대학 특유의 실학」이 세계를 리드

홋카이도 대학의 기원은 1876년에 설립된 삿포로 농학교에 거슬러 올라간다.오랜 역사 속에서 '프론티어 정신', '국제성의 함양', '전인교육' 및 '실학의 중시'라는 기본이념을 내세워 쌓아왔습니다.이 이념하에 국제적으로 통용하는 고도의 학문적 소양을 가지고, 정확한 판단력과 리더[…]

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