蛇紋岩化反応に依存した原始的微生物の生態に基づく地球外生命探査の最適化

基于依赖蛇纹石化反应的原始微生物生态学优化寻找外星生命

• 批准号: 22KJ0588
• 负责人: 末岡 優里
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-06-29 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0588/
• 关键词: 岩石ー水相互作用; 蛇紋岩化反応; 地下微生物; 地球外生命探査

生命が誕生した可能性が高い天体の一つである火星は、地球と類似した惑星の形成・進化過程を経ており、その地殻は地球の海洋地殻と類似した玄武岩質溶岩で構成される。地下深部には液体状の水の存在が示唆されており、生命の生存を支える岩石-水反応が起きていた可能性がある。現在火星では、生命探査を目的とした岩石試料のサンプルリターン計画が進行中であるが、岩石内部に生息する生命に対する知見や分析技術は、未だ乏しい。本研究では、地球における火星アナログ試料として海洋地殻上部の玄武岩質溶岩から得た玄武岩コアを用い、岩石内生命検出手法の開発・改良および岩石内生命の生態系について調査を行う。本年度は、これまでの研究で新規に開発したDNA染色剤を用いた岩石内生命の検出技術をさらに発展させるため、玄武岩コア試料に対して赤外分光法を用い、複数のアプローチから、より簡便で信頼性の高い生命検出手法を検討し、岩石試料中の粘土鉱物/有機物と微生物の空間的分布および関連性を評価するための基盤を整えた。赤外分光分析は、試料中の蛍光物質による干渉を受けないため、ラマン分光分析では確認できない構造を検出できる利点がある。サブミクロンの高分解能を持つO-PTIRを用いて局所赤外分光分析を行ったところ、岩石薄片中で微生物細胞に特徴的なスペクトルを得ることができた。また、赤外顕微鏡を用いた分析では、岩石薄片中の鉱物分布および組成の差異を反映したスペクトルを得ることができた。これらの成果は、今後さらに詳細に行う微生物解析や鉱物解析において、生体分子の効率的な検出に加え、蛇紋岩化反応に伴う非生物学的有機物の生成が示唆される蛇紋石や、有機物を濃集する効果を持つ粘土鉱物を見分ける際に非常に有用であると考える。また、玄武岩コアの水簸試料からDNAを抽出して16S rRNA解析を行い、微生物の群集組成も並行して調査中である。

火星是生命诞生的最有可能的天体之一，它经历了类似于地球的行星的形成和进化过程，其外壳由类似于地球海壳的玄武岩熔岩组成。建议在地下深处存在液态水，并且可能发生岩水反应，以支持生命的生存。目前，火星目前正在进行旨在探索生活的岩石样品样本样本返回计划，但是岩石内生活的知识和分析技巧仍然很少。在这项研究中，我们将使用从海洋地壳上方的玄武岩熔岩获得的玄武岩作为地球上的模拟样本，并将研究岩石内生命检测方法的发展和改善和岩石内寿命的生态系统。在今年，为了进一步使用新近研究中新开发的DNA染色剂进一步开发岩石内生命的检测技术，我们使用了Basalt Core样品上的红外光谱检查来检查多种方法中更方便，更可靠的生命检测方法，并为评估粘土矿物质矿物质物质和Microorermerss same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same same of。红外光谱具有一个优点，即红外光谱不会受到样品中荧光物质的干扰，因此可以检测拉曼光谱法无法看到的结构。使用O-PTIR进行局部红外光谱，该光谱具有很高的亚微分辨率，并在岩石薄片中获得了微生物细胞的光谱特征。此外，使用红外显微镜进行分析使我们获得了反映岩石薄切片中矿物分布和成分差异的光谱。除了有效检测生物分子以及区分蛇纹石外，这些结果将来被认为在微生物和矿物分析中非常有用，这表明与蛇毒反应相关的非生物有机物以及具有浓缩有机物的作用的非生物有机物的形成。此外，从玄武岩核心洗脱样品中提取DNA，并正在进行16S rRNA分析，并并行研究微生物群落组成。