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。

The possibility of life is high. The formation and evolution of stars similar to Mars and Earth are composed of basaltic lava. The existence of liquid water in the deep underground indicates the possibility of rock-water inversion. Mars is currently in the process of developing a research project for the exploration of life in rock samples, and the analysis of life inside rocks is still pending. This study aims to explore the application of basalt in basalt lava in the upper part of the ocean crust, the development and improvement of methods for detecting life in rocks, and the investigation of ecosystems for life in rocks. This year, new research methods have been developed for the detection of life in rocks, including the use of DNA staining, the use of infrared spectroscopy for basalt samples, the study of simple and reliable methods for the detection of life, the evaluation of spatial distribution and correlation of clay/organic matter in rock samples, and the preparation of substrates. Red spectroscopic analysis, sample of fluorescent substances in the dry, red spectroscopic analysis, red spectroscopic analysis The high decomposition energy of the microbiome can be obtained by O-PTIR, which can be used in the infrared spectroscopic analysis of the microbiome in the rock slice. The distribution and composition of minerals in thin sections of rocks are reflected in the results obtained by microanalysis. These achievements are very useful for future studies on microbial analysis, biological analysis, detection of molecular efficiency, serpentinization, and production of non-biological organic matter, such as serpentine, organic matter concentration, and clay separation. DNA extraction, 16S rRNA analysis, microbial community composition and investigation of basalt samples