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火星に現存する微生物を検出するための生命探査顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H01955
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関玉川大学

研究代表者

吉村 義隆  玉川大学, 農学部, 教授 (90384718)

研究分担者 佐々木 聰  東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (70262110)
今井 栄一  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (30134977)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード火星 / 蛍光顕微鏡 / 生命探査 / 生命兆候 / 探査機器 / 極限環境微生物
研究開始時の研究の概要

本研究は、火星表面において,微生物を含む有機物を、蛍光色素で染色することによって高感度に検出することができる生命探査顕微鏡の開発を目的としている。実験室レベルの試作機を製作し、火星模擬環境下での動作確認(試料染色から画像取得まで)と、取得画像の解析によって、鉱物・有機物・細胞の識別能と検出感度を検証する。これにより実用化の道筋をつけ、今後の火星探査計画への搭載を目指す。

研究成果の概要

本研究は、地球外、特に火星表面での生命の兆候(微生物を含む有機物)を検出する装置として開発を進めている生命探査顕微鏡(Life Detection Microscope: LDM)の実験室レベル試験機(breadboard model: BBM)の製作と、科学目標(1 μm/pixelの分解能と10^4 cells/gの検出感度)の実現可能性を検証することを目的に研究を行った。
その結果、0.87 μm/pixelの分解能を有するBBMの製作が完了し、微生物密度を10^4 cells/gに調整した模擬火星試料を使用した検証試験において微生物の検出に成功し、当初の目的を達成することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の火星表面は、乾燥した低温環境であるが、数十億年前の火星は、生命の誕生に適した環境であったと考えられるようになってきた。近年、火星表面から有機物やメタンなどが見つかるなど、現在も生命が存在している可能性が出てきた。
しかしながら、現在の欧米の火星探査は、過去の生命の痕跡を見つける、有機物探査が中心である。そこで、本研究では、生きた生命(微生物)を含む有機物を検出する装置の開発を行った。将来的に、火星表面に生命が現存していることが明らかになれば、宇宙における生命の誕生と進化の研究に大きな貢献ができるだけでなく、火星有人探査における、ヒトと火星生命が接触するリスクを評価することができるだろう。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] In situ biochemical characterization of Venus cloud particles using a life-signature detection microscope2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Satoshi、Yamagishi Akihiko、Yoshimura Yoshitaka、Enya Keigo、Miyakawa Atsuo、Ohno Sosuke、Fujita Kazuhisa、Usui Tomohiro、Limaye Sanjay S.
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Microbiology

      巻: - 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1139/cjm-2021-0140

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 宇宙における生命兆候探査2021

    • 著者名/発表者名
      YOSHIMURA Yoshitaka、ENYA Keigo、KOBAYASHI Kensei、SASAKI Satoshi、YAMAGISHI Akihiko
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 70 号: 6 ページ: 309-326

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.70.309

    • NAID

      130008068564

    • ISSN
      0525-1931
    • 年月日
      2021-06-05
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence microscope as a core instrument for extraterrestrial-life detection methods2021

    • 著者名/発表者名
      Enya Keigo、Yoshimura Yoshitake、Kobayashi Kensei、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11815 ページ: 34-34

    • DOI

      10.1117/12.2595495

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Life detection fluorescence microscope (LDM) for the solar system explorations2020

    • 著者名/発表者名
      Enya Keigo、Yoshimura Y.、Sasaki S.、Yamagishi A.、Miyakawa A.、Imai E.、Kobayashi K.、Mita H.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE, Optics, Photonics and Digital Technologies for Imaging Applications VI

      巻: 11353 ページ: 81-81

    • DOI

      10.1117/12.2560320

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 火星の微生物を探る生命探査顕微鏡2019

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 10 ページ: 474-477

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地球外生命探査顕微鏡2022

    • 著者名/発表者名
      塩谷圭吾、吉村義隆、 佐々木聰、大野宗祐、木村駿太、三田肇、山岸明彦、宮川厚夫、今井栄一、小林憲正
    • 学会等名
      ISAS宇宙生命探査シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of the Life-signature Detection Microscope (LDM) for in situ imaging of organic compounds including living cells on Mars2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Satoshi Sasaki, Hajime Mita, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Naoto Sato, Takehiko Satoh, Keigo Enya, Kazuhisa Fujita, and Tomohiro Usui
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of the Life-signature Detection Microscope (LDM) for in situ imaging of organic compounds including living cells on Mars2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Atsuo Miyakawa, Satoshi Sasaki, Eiichi Imai, Keigo Enya, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Hajime Mita, Takeshi Naganuma, Takehiko Satoh, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      COSPAR 2021-Hybrid
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡による火星での生命兆候探査2021

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆, 山岸明彦, 宮川厚夫, 今井栄一, 佐々木聰, 佐藤毅彦, 塩谷圭吾,小林憲正, 癸生川陽子, 三田肇, 佐藤直人, 丸尾裕一, 登尾浩助, 薮田ひかる, 長沼毅, 藤田和央, 臼井寛裕
    • 学会等名
      宇宙環境利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面探査のための生命兆候探査顕微鏡(LDM)開発の現状2021

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆, 山岸明彦, 宮川厚夫, 今井栄一, 佐々木聰, 佐藤毅彦, 塩谷圭吾,小林憲正, 癸生川陽子, 三田肇, 佐藤直人, 丸尾裕一, 登尾浩助, 薮田ひかる, 長沼毅, 藤田和央, 臼井寛裕
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面探査に向けた生命兆候探査顕微鏡のブレッドボードモデル開発2020

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆, 山岸明彦, 宮川厚夫, 今井栄一, 佐々木聰, 塩谷圭吾, 三田肇, 小林憲正, 癸生川陽子, 佐藤直人, 佐藤毅彦, 薮田ひかる, 長沼毅, 藤田和央, 臼井寛裕
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of the Life-signature Detection Microscope (LDM) for in situ imaging of organic compounds including microbial cells on Mars2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura
    • 学会等名
      ISAS 惑星探査ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Search for biosignatures on Mars by the Life-signature Detection Microscope (LDM)2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Atsuo Miyakawa, Satoshi Sasaki, Eiichi Imai, Keigo Enya, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Hajime Mita, Takeshi Naganuma, Takehiko Satoh, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 火星表面探査のための生命兆候探査顕微鏡(LDM)開発2020

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆,山岸明彦,宮川厚夫,今井栄一,佐々木聰,佐藤毅彦,塩谷圭吾,小林憲正,癸生川陽子,岡田朋華,薮田ひかる,長沼毅,三田肇,登尾浩助,佐藤直人,丸尾裕一,藤田和央,臼井寛裕
    • 学会等名
      第34回宇宙環境利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面探査のための生命兆候探査顕微鏡(LDM)開発の現状2020

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆,山岸明彦,宮川厚夫,今井栄一,佐々木聰,佐藤毅彦,塩谷圭吾,小林憲正,癸生川陽子,岡田朋華,薮田ひかる,長沼毅,三田肇,藤田和央,臼井寛裕
    • 学会等名
      第20回宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面で生命の兆候を検出する生命探査顕微鏡の開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆,山岸明彦,佐藤毅彦,宮川厚夫,今井栄一,佐々木聰,小林憲正,癸生川陽子,岡田朋華,塩谷圭吾,薮田ひかる,長沼毅,三田肇,藤田和央,臼井寛裕
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面で生命の兆候を検出する顕微鏡開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉村義隆,山岸明彦,宮川厚夫,今井栄一,佐々木聰,佐藤毅彦,塩谷圭吾,小林憲正,癸生川陽子,岡田朋華,薮田ひかる,長沼毅,三田肇,藤田和央,臼井寛裕
    • 学会等名
      2019年度アストロバイオロジーワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火星生命探査顕微鏡における有機物と鉱物の識別法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      岡田朋華, 吉村義隆, 宮川厚夫, 村野由佳, 横堀伸一, 山岸明彦, 小林憲正, 癸生川陽子
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Current status of Life Detection Microscope (LDM) for Mars surface exploration2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Takehiko Satoh, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Satoshi Sasaki, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Keigo Enya, Hikaru Yabuta, Takeshi Naganuma, Hajime Mita, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Life Detection Microscope (LDM) for in situ imaging of living cells on Mars surface2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Takehiko Satoh, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Satoshi Sasaki, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Keigo Enya, Hikaru Yabuta, Takeshi Naganuma, Hajime Mita, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui,
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Scientific significance of searching living cells on Mars surface by Life Detection Microscope (LDM)2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Takehiko Satoh, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Satoshi Sasaki, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Keigo Enya, Hikaru Yabuta, Takeshi Naganuma, Hajime Mita, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Life search on Mars by Life Detection Microscope (LDM)2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Life Detection Microscope (LDM) for in situ imaging of living cells on Mars surface2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Akihiko Yamagishi, Takehiko Satoh, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Satoshi Sasaki, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Keigo Enya, Hikaru Yabuta, Takeshi Naganuma, Hajime Mita, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      Joint Symposium 32nd ISTS & 9th NSAT
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscope for Life Detection in Venus Clouds2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sasaki, Yoshitaka Yoshimura, Keigo Enya, Atsuo Miyakawa, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui, Sohsuke Ohno, Akihiko Yamagishi, Sanjay S. Limaye
    • 学会等名
      The 74th Fujihara Seminar / International Venus Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Life Detection Microscope for Venus Cloud Particles2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sasaki, Yoshitaka Yoshimura, Keigo Enya, Atsuo Miyakawa, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui, Sohsuke Ohno, Akihiko Yamagishi, Sanjay S. Limaye
    • 学会等名
      AbSciCon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Life Detection Microscope (LDM) for Mars surface in situ observation2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura, Satoshi Sasaki, Akihiko Yamagishi, Takehiko Satoh, Atsuo Miyakawa, Eiichi Imai, Kensei Kobayashi, Yoko Kebukawa, Tomoka Okada, Keigo Enya, Hikaru Yabuta, Takeshi Naganuma, Hajime Mita, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui
    • 学会等名
      AbSciCon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Life-signature Detection Microscope for Cloud Layer Particles2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sasaki, Yoshitaka Yoshimura, Keigo Enya, Atsuo Miyakawa, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui, Sohsuke Ohno, Akihiko Yamagishi, Sanjay S. Limaye
    • 学会等名
      Venera-D Landing Sites selection and Cloud Layer Habitability Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscope for Venus Cloud Particle Observation2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sasaki, Yoshitaka Yoshimura, Keigo Enya, Atsuo Miyakawa, Kazuhisa Fujita, Tomohiro Usui, Sohsuke Ohno, Akihiko Yamagishi, Sanjay S. Limaye
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Astrobiology - From the Origins of Life to the Search for Extraterrestrial Intelligence2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Yoshimura
    • 総ページ数
      465
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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