1930年代に遡ると、科学者たちは若い時期に制限食を与えられたミジンコやラットが長生きすることを発見した。同じ効果はその後、ショウジョウバエやマウスでも確認されている。しかし、幼少期に食べた食事が数週間、数ヶ月、あるいは数年後の健康にどう影響するのかは分かっていなかった。最近のNature誌の研究がその答えを見つけたかもしれない。

日本の神戸にある理化学研究所生命機能科学研究センターの生物学者、小幡史明氏が率いるチームは、ショウジョウバエが幼虫期に何を食べたかの記録を成体まで運び、寿命に影響を与えるタンパク質を発見した。

実験室のショウジョウバエは酵母と糖の混合物を与えられ、酵母が主なタンパク質源である。「食事中の酵母濃度だけを8パーセントから1または2パーセントに減らしました」と小幡氏は説明する。この低タンパク質食は幼虫期のほぼ中間で導入された。ハエが蛹から成虫として出た後は、標準的な餌に戻された。

小幡氏の実験では、タンパク質制限されたハエは、オスもメスも、十分に餌を与えられた兄弟よりも長生きした。しかし、それには代償があった。ハエは青白く軽くなり、時には28パーセントも体重が減った。メスはまた、産む卵の数が少なかった。

「実はとても一般的なことです。生殖と寿命は常にトレードオフの関係にあります」と小幡氏は言う。「この幼少期の食事制限でも同じです。卵の数が少なく、少し小さくなります。しかし、寿命は延びるのです。」

しかし、この典型的なトレードオフが全てではなかった。チームが低酵母の幼虫食にアミノ酸（タンパク質の構成要素）を加えると、寿命の延長効果は消えた。どういうわけか、成虫のハエの体は幼虫期にどれだけタンパク質を食べたかを記憶していたのだ。小幡氏と同僚はこれを「栄養記憶」と呼び、その記憶が体のどこに保存されているかを突き止めることにした。

低タンパク質食と標準食で育てられた成虫の遺伝子活動を比較すると、初期のタンパク質摂取に関する情報を保存できる約100の候補タンパク質が見つかった。「基本的に一つずつ、どれが重要かを確認しました」と小幡氏は言う。

検索を絞り込むため、チームは幼虫の餌に標識を付け、成虫の体内のどのタンパク質が幼虫期に食べた餌から作られたかを識別した。幼虫は、リジンとアルギニンという2つのアミノ酸を、より希少で重い炭素と窒素の同位体で作った合成食で育てられた。幼虫が成虫になると、チームは異なる軽い同位体で標識された別のアミノ酸を含む餌に切り替えた。

次に研究者たちは質量分析法を用いて、ハエの頭部からのタンパク質断片の重さを測定した。同じタンパク質断片でも、幼虫期の餌から作られたか成虫期の餌から作られたかによって、数単位重くまたは軽く記録される可能性がある。「これは基本的にこの安定同位体実験でしか達成できません」と小幡氏は言う。

成虫になって3日目、ハエの頭部のタンパク質のほぼ64パーセントがまだ幼虫期に食べたアミノ酸から作られていた。6日目には、それは約46パーセントにまでしか低下しなかった。その中でも顕著だったのはリボソームタンパク質で、これは他のすべてのタンパク質を作る複合体の一部である。幼虫期にタンパク質制限食を与えられたハエは、これらのリボソームタンパク質が少なく、成虫最初の週に新しいタンパク質を作る速度が遅かった。

これはすぐに疑問を提起した。ハエは蛹の中で変態を経て、蛹は食べない。したがって、成虫のリボソームタンパク質に取り込まれた幼虫期のアミノ酸は、変態中にどこかに貯蔵されていなければならず、それを保持していたものは幼虫がどれだけタンパク質を食べたかに敏感でなければならなかった。

チームは、幼虫期の餌に反応し、かつ成虫まで生き残るタンパク質を探しに出た。そして見つけた。

それはLsp2（幼虫血清タンパク質2）と呼ばれるタンパク質だった。幼虫は食べるのをやめる変態のための食料庫としてこれを蓄える。「ハエはこのLsp2を幼少期に大量に発現します」と小幡氏は言う。「そして、このLsp2タンパク質の一部が持ち越されることが分かっていました。」