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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

研究課題

研究課題/領域番号 20J00226
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

三木 健司  東京工業大学, 地球生命研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード成層圏 / バイオエアロゾル
研究開始時の研究の概要

成層圏(上空30km)において、花粉や微生物のような生物粒子がどのような形でどのように存在しているのか、また、どの程度の量存在しているのかを調べることで、地上生物や人間社会に対して持っている影響を調べる。

研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Estimation of pollen counts from light scattering intensity when sampling multiple pollen taxa – establishment of an automated multi-taxa pollen counting estimation system (AME system)2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Miki, Shigeto Kawashima
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques

      巻: 14 号: 1 ページ: 685-693

    • DOI

      10.5194/amt-14-685-2021

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preliminary Analysis of Aerosol Particle Deposition in the Middle Atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Miki
    • 雑誌名

      エアロゾル研究

      巻: 35 号: 4 ページ: 273-278

    • DOI

      10.11203/jar.35.273

    • NAID

      130007959620

    • ISSN
      0912-2834, 1881-543X
    • 年月日
      2020-12-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bioparticle deposition at a stratospheric altitude2020

    • 著者名/発表者名
      三木健司
    • 学会等名
      JpGU 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 判別困難な散乱光パターンを持つ2種類の花粉の捕集数推定理論の構築と適用2020

    • 著者名/発表者名
      三木健司
    • 学会等名
      日本花粉学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 小型バルーンを用いた微生物に対する成層圏環境の影響評価実験2020

    • 著者名/発表者名
      三木健司
    • 学会等名
      宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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