玉木真理（水濑祈 配音）是就读于多多良西高中二年级的女生，生性活泼开朗的她是一个容易对新鲜事物产生好奇心的女孩，但是本性中的谨慎和胆小又让她对这些事物往往浅尝辄止，无法深入。这一天，真理邂逅了名为小渕泽报濑（花泽香菜 配音）的同学，她的母亲是一名南极观测队队员，因此，从 很小的时候起，真理就对南极这片冰封的土地充满了好奇。

在报濑的影响下，真理开始向往踏上南极的土地。性格开朗在便利店打工的三宅日向（井口裕香 配音）、虽然年龄小但意外的老成的白石结月（早见沙织 配音），在“南极Challenge”的队长藤堂吟（能登麻美子 配音）的带领下，少女们向着梦想开始了进发。

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作品是以意大利实际存在的学者“伽利略·伽利莱”子孙的三姊妹为主角，所展开的战斗动作冒险故事。标题设计特意加入了“Storia di tre sorelle a caccia di un mistero”这段意大利文。并由梅津泰臣负责原案、监督一职，是其继《危险代理人》后睽违9年的作品。 其“Donna”为意大利语，意指少女、少妇。

2006年开始计划此作品时，标题原本有将“伽利略少女”（ガリレァ‖ール）列入考虑，但怕跟东野圭吾的伽利略系列作品混淆，最终决定使用此名。

西历2061年，全球进入了冰河期初期。居住在意大利托斯卡尼的法拉利三姊妹，有一天被神秘组织袭击，并突然成为了国际通缉犯，三姊妹因此过着逃跑并探索伽利略宝藏之谜的生活。

故事发生在遥远的2061年，自然的破坏使得地球的环境变得十分恶劣，气温骤降大地冰封，在意大利图斯卡纳，居住着伽利略的后代三姐妹。叶月（真堂圭 配音）个性奔放耿直，大大咧咧的她心怀着成为检察官的梦想。神月（大久保瑠美 配音）个性冷淡沉默寡言，拥有极强运动神经的她其实在内心里十分的需要保护。星月（日高里菜 配音）是个高智商少女，对机械颇为精通，三姐妹中要数她的性格最为温柔可人。

一次偶然中，三姐妹遭到了陌生人的突然袭击，而袭击者的目标只有一个，那就是得到传说中的“伽利略的遗产”，可是，对于这笔遗产的存在，三姐妹一无所知。为了不让宝贵的遗产落入坏人手中，本性个性迥异而不合的三姐妹决定合作。

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本作是一个以僵尸为主的恋爱故事，严格来说从头到尾并非喜剧，主要场景为K县足仓郡紫阳町。男主角降谷千纮在一次机缘巧合的情况下，意外令本来已死的女主角散华礼弥因复活药而成为僵尸。

散华礼弥(内田真礼 配音)本该是一个快乐活泼的女孩，可是与亡母过分想象的外貌激发了父亲散华团一郎(石冢运升 配音)超限度的溺爱和束缚，这让礼弥感到痛苦万分，甚至因此而失足从悬崖上摔落而死。没想到，礼弥的死却促成了她和偶然间邂逅的少年降谷千紘(木村良平 配音)之间的一段缘分。为了使爱猫复活，对僵尸极其狂热的降谷研发了一种怪异的药剂，他将这种药剂用在了已死的礼弥身上，没想到，礼弥居然以僵尸的形式重生了。

就这样，僵尸礼弥顺其自然的成为了降谷家的寄宿者，而为了使礼弥能够重新成为普通的女孩，降谷开始为了研究新的药剂而开始了奔波。

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