眠ると透明になるカエル、秘密は血液に　医療応用へ期待

中南米に暮らすアマガエルモドキ科のカエル「グラスフロッグ」。半透明の皮膚や筋肉をもち、周囲の森に溶け込めることからそう呼ばれている。裏返しにしてみれば一目瞭然だ。解剖などせずとも、心臓や肝臓、そして曲がりくねった腸まで見ることができる。

グラスフロッグが透明になる仕組みについて、新たな驚くべき発見が2022年12月23日付けで学術誌「サイエンス」に発表された。

フライシュマンアマガエルモドキ（Hyalinobatrachium fleishmanni）というグラスフロッグは、眠るときに、鮮やかな色をした赤血球の89%を、肝臓の中にある規則正しく並んだ袋に取り込む。光を遮る赤血球の大半が体内を循環しなくなることで、カエルの透明度は2倍から3倍に高まるという。これによってグラスフロッグは捕食者に見つかりにくくなっていると、研究者たちは考えている。

「透明な生きものは珍しく、そう簡単にできることでもありません。生物の組織には、光を吸収したり散乱したりするものがたくさん含まれているからです」と、論文の著者の一人であるジェシー・デリア氏は話す。デリア氏はニューヨーク市にある米自然史博物館の博士研究員で、ナショナル ジオグラフィックのエクスプローラー（探求者）でもある。

「赤血球もたくさんの光を吸収します。このカエルは、それを肝臓に隠すことで透明になるのです」

透明な生物は、オキアミやサルパなど水生生物には多いが、陸上では非常に珍しい。そのため、科学者たちはこのグラスフロッグの能力に昔から注目してきた。

だが、今回の研究が行われるまでは、このような赤血球の動きには誰も気づいていなかった。その理由の一つに、この現象はグラスフロッグが眠っている日中にしか起こらないことが挙げられる。

グラスフロッグは夜行性なので、研究者も夜型の生活を送ることになる。博士論文でグラスフロッグの子育てについても研究していたデリア氏は、「私は夜に研究をしていましたので、観察した（野生の）カエルはみな起きていました」と話す。

「捕まえたグラスフロッグがガラスの上で眠っているのを見たとき、はじめて何かが起きていることに気づき、驚きました」

次の問題は、その仕組みをどうやって解明するかだった。

グラスフロッグが透明になる様子は肉眼でも確認できるが、その仕組みを理解するには、「光音響顕微鏡法」という画像技術が必要だった。

「色素が光を吸収するとき、吸収される光の一部は熱になります」と、この研究を率いた米デューク大学の生物学者カルロス・タボアダ氏は話す。「その熱によって圧力が局所的に変化し、音波が発生するのです」

「この現象は、ありとあらゆるところで恒常的に起きています」とデリア氏も補足する。「理論上、光を吸収するものはすべて音波を発しています」

そこでチームは、研究室でさまざまな画像技術を使って、捕まえたフライシュマンアマガエルモドキを撮影した。例えば、分光技術を用いて、カエルが眠っているときにどのくらい透明度が上がるかを定量的に計測できた。また、光音響顕微鏡を使うことで、移動した赤血球が肝臓の中にあることがわかった。

「これは私が知る限り、100%新しい発見です」と、エクアドルにあるサン・フランシスコ・デ・キト大学の進化生物学者で、同じくナショナル ジオグラフィックのエクスプローラーであるフアン・マヌエル・グアヤサミン氏は、メールでの取材に答えている。

「透明な生物の進化を解明する上で、2つの大きな疑問があります。それは、透明になる理由と仕組みです。この論文は、2つ目の疑問に見事に答えています」。なお、グアヤサミン氏は今回の研究には関与していない。

今回の発見は、単に奇妙で面白いだけでなく、医療の進展にもつながる可能性があると研究者たちは言う。

大量の赤血球が1カ所に集まると、通常なら血管が詰まって、血栓症などの生命を脅かす状況に陥りかねない。しかし、このグラスフロッグは、赤血球を自在に集めたり解放したりでき、それによる有害な影響もないように見える。

「にもかかわらず、ケガをしたときは通常どおり血液が固まるのです」とタボアダ氏は話す。

医学界では、何十年にもわたって、過剰な出血を防ぎつつ、過剰な血液凝固も防ぐことができる生物学的な仕組みが探し求められている。このカエルは、その仕組みをすでに持っているかもしれないのだ。

「この仕組みは『血液学の聖杯』と言われています」とタボアダ氏は言う。熱帯雨林にすむ小さくて透明なカエルの中に、そのような宝物が隠されているかもしれない。

文=JASON BITTEL/訳=鈴木和博（ナショナル ジオグラフィック日本版サイトで2022年12月26日公開）