細胞と緩衝液

質問

ある細菌をDMSOのような適した緩衝液にいれ、温度を下げていくと、緩衝液をいれないときに比べてずいぶん低い温度まで生きられるようになると聞きました。これは、緩衝液のどういった性質が影響しているのでしょうか？どんなことでもいいので教えてください。

回答No.1

dora1

回答ではありませんが、DMSOの役割について。

動物などの細胞を冷凍庫のような低温にさらすと細胞内液はそのうち凍ってしまいますが、後でこれを再び融かしたときに、細胞がまた活動を始められるか（生きているか）どうかは、凍ったときの細胞の状態と密接な関係があります。細胞を普通に凍らせただけだと、細胞内液が凍ったときに、細胞内に氷の結晶（氷晶）がたくさん形成されてしまいます。結晶が成長すると細胞内小器官をざくざく壊し、もっと成長すると細胞そのものにぼこぼこ穴を開け壊してしまいます。こうなると、凍った細胞を後で融かしても細胞は壊れていることが多く、もはや活動できない（死んでいる）可能性が高いです。

この氷晶形成を阻害し、結晶が大きく成長しにくいようにするための成分が「凍結保護剤」（凍害防御剤）です。これを加えておき、かつ氷晶が形成されにくい条件（より低温で、保存はできるだけ短期間、など）で細胞を保存すると、融かした後でも細胞が活動を再開できる（生きている）確率が高まります。

DMSOは細胞に対する毒性がそれほど高くなく、氷晶形成防止効果が高いので、細胞を凍結保存したいときの凍結保護剤として広く用いられています。ご質問はこの効果のことについてですか？凍結している間は、細胞の生命活動は停止していますので、ご質問の「ずいぶん低い温度まで生きられるようになる」というのとは、私の書いたことはちょっと違うかもしれません。

お礼

丁寧にご説明いただきありがとうがざいます。私は大学1年で、生化学の勉強を始めたばかりで、この質問自体が質問していいものなのかもわかりません。今度実験の授業で大腸菌を凍らすことになり、液体窒素で瞬間的に凍結することを含め、－８０度、－20度などで徐々に凍結し、細菌が生きているかを確認することになったのですが、教授が「ウイルスは－80度くらいまで生きれる。細菌はそれほどは生きられないが、緩衝液（DMSOとか～、ほにゃららとか～）につけておけば、－80度くらいまではいきられるよ。」とおっしゃったので、私が「なぜですか？」と聞いたところ、周りの研究室にいる先輩方に知ってるか聞いた後、「知らん。それは君が自分で調べなさい。」といわれてしまいました。それで私はｐｈを調節すること以外にも緩衝液には生態にとって他に重要な役割があるのかと思ってしまったのです。そして、この質問にいたったわけです。こんな質問につきあわせてしまって申し訳ないです。ありがとうございます。