成層圏以下における花粉と花粉を宿主とした微生物の鉛直分布の解明

阐明平流层以下花粉和花粉寄主微生物的垂直分布

基本信息

批准号：
20J00226
负责人：
三木健司
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00226/
关键词：
成層圏バイオエアロゾル

项目摘要

本研究課題は、成層圏において浮遊している花粉と花粉を宿主とする微生物の存在を確認するとともに、微生物が花粉を宿主とすることで成層圏における生存可能性を高めるのかを議論するものであった。本年度は実際に成層圏への装置のバルーン打ち上げを2回行った。装置は独自に開発したものであり、上空15kmにおいて粒子捕集部を成層圏に曝露することで粒子の捕集を開始し、上空30kmにおいて捕集部を装置内部に格納することで捕集を終えるよう設計した。実際の成層圏における実験においても計画通りの動作を確認することが出来た。打ち上げは徳島大学佐原理准教授、株式会社GOCCO.との共同運営で行い、ゴムバルーンを用いて成層圏まで打ち上げ、パラシュートにより地上へ帰還させる方法を取った。今年度行った試験の結果は現在解析中であるが、今年度の研究活動により、個人レベルで行う成層圏粒子捕集実験装置の開発には成功したといえる。また、本装置の成層圏への打ち上げを利用して、花粉粒子並びにウイルス粒子を成層圏に打ち上げ、成層圏環境曝露実験も行った。この結果、極限環境を起源とするウイルスは成層圏環境でもDNAが壊れにくいこと、花粉は成層圏環境、UV-Cに曝露しても、形態を有意に変えないこと、保有するmRNAが壊れにくいことを発見した。これらの実験に関して、成層圏における粒子の捕集実験技術の確立についてはJpGU2020並びに宇宙科学研究所主催のシンポジウム、大気球シンポジウム:2020年度において研究発表を行った。また、シミュレーションを行うことにより、成層圏並びに中間圏において粒子が存在した場合、粒子を構成する成分と粒径によっては、太陽光による光泳動の効果が粒子の運動を決定する大きな要因となり得ることを示した。本研究は日本エアロゾル学会に英文論文として発表した。

该研究主题是确认平流层中宿主的花粉和微生物的存在，并讨论微生物是否使用花粉作为宿主来增加平流层生存的机会。今年，我们实际上向平流层发射了两个气球。该设备是独立开发的，旨在通过在空气上方15公里的平流层中暴露于平流层的颗粒来开始收集颗粒，并通过将粒子在设备内部在空气上方30公里内存放在设备内部的粒子收集部分来完成收集。实际的平流层实验也能够确认计划了该操作。该发布是由萨哈拉（Sahara Saga），托库希马大学（Tokushima University）和戈科（Gocco）副教授共同经营的。 Co.，Ltd。，并使用橡胶气球发射到平流层中，然后降落伞返回地面。目前正在分析今年进行的测试结果，但是今年的研究活动已成功地开发了在个人级别上进行的平流层粒子收集实验装置。此外，使用该设备进入平流层，将花粉颗粒和病毒颗粒发射到平流层中，并进行了平流层环境暴露实验。结果，我们发现源自极端环境的病毒即使在平流层环境中也不太可能破坏DNA，而在暴露于平流层环境或UV-C的情况下，花粉也不会显着改变其形态，并且其带来的mRNA可能会破裂的可能性较小。关于这些实验，在2020年JPGU 2020举办的2020个研讨会上进行了研究演讲，并在由太空科学研究所和2020年空气气球研讨会组织的大气气球研讨会上进行。此外，模拟表明，当颗粒存在于平流层和中层层中时，阳光引起的光体的影响可能是确定颗粒运动的主要因素，具体取决于组成颗粒的成分和粒径。这项研究是在日本气溶胶协会的英语论文中发表的。