国際宇宙ステーション上での微生物の宇宙空間移動可能性の検証

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K17840
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 河口 優子 東京薬科大学, 生命科学部, 嘱託助教 (00733990)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アストロバイオロジー / 国際宇宙ステーション / 微生物 / 極限環境 / パンスペルミア説 / 宇宙生存 / 宇宙実験

研究実績の概要

宇宙実験「たんぽぽ」計画では国際宇宙ステーション上で微生物の捕集、曝露実験を行っている。1年間、2年間曝露したサンプルが地上帰還した。微生物の宇宙生存を調べるために行っている微生物の曝露実験のサンプルを解析したところ、500μｍ厚の凝集体であれば生存が認められた。2年間曝露したサンプルと1年間曝露したサンプルの生存率はほぼ同等であった。つまり、微生物は十分な厚みがあれば宇宙空間では長期間安定して存在できることがわかった。最も深刻なDNA損傷は二本鎖切断であ流ことがわかった。しかし、DNA損傷は宇宙で長期間曝露しても蓄積されることはないことが示された。経時的に宇宙での生存、DNA損傷の蓄積を明らかにしたのは本研究が世界初である。現在、論文投稿中である。
Dr. Milojeviv Tetyana(ウィーン大学)と宇宙曝露した微生物のプロテーム解析を共同共同して進めている。地上実験で得たサンプルを用いて、プロテーム解析を行ったデータをまとめ論文を発表した(Ott, Kawaguchi et al., 2017., PlosOne)。現在1年目の曝露サンプルの解析をまとめ論文投稿準備中である。今後も継続してサンプル解析を行う。
微生物の捕集実験は、微生物が軌道上に存在するかを調べるために行っている。捕集媒体シリカエアロゲルに衝突した微粒子が確認された。衝突した微粒子の初期解析を行った。衝突方向が地球由来である衝突痕をエアロゲルから切り出した。蛍光色素によるDNA染色でエアロゲルを染色し微生物の検出を行っている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

宇宙実験は計画通り進んでいる。サンプル解析もやや遅れ気味であるが概ね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

3年間、宇宙曝露した生物の解析を行う予定である。引き続きシリカエアロゲルに衝突した微粒子の解析を行う予定である。

研究成果

• [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: ウィーン大学
• [雑誌論文] Draft Genome Sequence of the Radioresistant Bacterium Deinococcus aerius TR0125, Isolated from the High Atmosphere above Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoh Katsuya、Arai Hiroki、Sanzen Toshihiko、Kawaguchi Yuko、Hayashi Hidenori、Yokobori Shin-ichi、Yamagishi Akihiko、Oono Yutaka、Narumi Issay
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 6 ページ: e00080～18
  • DOI: 10.1128/genomeA.00080-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteometabolomic response of Deinococcus radiodurans exposed to UVC and vacuum conditions: initial studies prior to the Tanpopo space mission (2017)
  • 著者名/発表者名: Ott, E., Kawaguchi, Y., Kawagychi D., Chaturvedi, P., Nakagawa, K., Yamagishi, A., Weckwerth, W., Milojevic, T.,
  • 雑誌名: PLoS One 巻: e0189381 ページ: 12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0189381
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Space as a Tool for Astrobiology: review and recommendations for experimentations in Earth orbit and beyond (2017)
  • 著者名/発表者名: Cottin, H., Kotler, J.M., Billi, D., Cockell, C., Demets, R., Ehrenfreund, P., Elsaesser, A., d'Hendecourt, L., van Loon, J., Martins, Z., Onofri, S., Quinn, R., Rabbow, E., Rettberg, P., Ricco, Slenzka, A. J., K., de la Torre, R., de Vera, J.-P., Westall, F., Carrasco, N., Fresneau, A., Kawaguchi, Y., et al.
  • 雑誌名: Space Sci. Rev. 巻: 209 ページ: 83-181
  • DOI: 10.1007/s11214-017-0369-1
  • 査読あり
• [学会発表] 微生物の宇宙生存とDNA損傷 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河口優子、澁谷美緒、林梨沙子、藤原大佑、矢田部純、谷口紀恵、青木元秀、鳴海一成、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 第18回宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] 宇宙空間での微生物凝集体長期存を検証 (たんぽぽ計画) (2018)
  • 著者名/発表者名: 河口優子、澁谷美緒、木下伊織、藤原大佑、矢田部純、林梨沙子、鳴海一成、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第43回学術講演会
• [学会発表] 宇宙でDeinococcus radioduransR1に生じたDNA損傷の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 矢田部純、河口優子、木下伊織、藤原大祐、青木元秀、谷口紀恵、鳴海一成、澁谷美緒、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第43回学術講演会
• [学会発表] 宇宙環境下で生じる Deinococcus radiodurans R1のrpoB遺伝子の突然変異 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤原大佑、河口優子、冨樫油香、木下伊織、矢田部純、鳴海一成、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第43回学術講演会
• [学会発表] 長期乾燥耐性に関与するカロテノイドの探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林梨沙子、河口優子、青木元秀、野呂幸佑、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第43回学術講演会
• [学会発表] 宇宙実験「たんぽぽ計画」を例にした研究との付き合い方 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: 次世代科学社会応援公開シンポジウム2018日本の科学と文化；世界そして宇宙へ
  • 招待講演
• [学会発表] 500μm cell-aggregation of Deinococcus spp. was enough thickness to survive after 384 days exposure at ISS orbit in Tanpopo mission (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, Y., Kinoshita, I., Yatabe, J., Murano, Y., Fujiwara, D., Harada, M., Nakagawa, K., Narumi, I., Kodaira, S., Uchihori, Y., Hashimoto, H., Yokobori, S., Yamagishi, A
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] A., 500 μm cell-aggregate of Deinoccoccus spp. was sufficient to survive after one-year exposure on ISS orbit in Tanpopo mission (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, Y., Kinoshita, I. Yatabe, J. Murano, Y. Fujiwara, D. Hayashi, R. Harada, M. Nakagawa, K. Narumi, I., Kodaira, S., Uchihori, Y., Hashimoto, H., Yokobori, S., Yamagishi
  • 学会等名: EANA2017
  • 国際学会
• [学会発表] 国際宇宙ステーション曝露部での微生物宇宙生存機構解析と採集実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2017
  • 招待講演
• [学会発表] 500 μm厚のDeinococcus属の細胞凝集体は1年間宇宙で生存できる (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子、木下伊織、矢田部純、谷口紀恵、鳴海一成、林梨沙子、藤原大佑、村野由佳、青木元秀、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [学会発表] 微生物の惑星間移動の検証：たんぽぽ計画 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of DNA damage in the radiation resistant microbe Deinococcus radiodurans R1 exposed to space in Tanpopo mission (2017)
  • 著者名/発表者名: Yatabe, J., Kawaguchi, Y., Kinoshita, I., Fujiwara, D., Aoki, M., Taniguchi, K., Narumi, I., Iwai, S., Yamamoto, J., Hashimoto, H., Yokobori, S., Yamagishi, A.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Mutation analysis of the rpoB gene in the radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans R1 exposed to space (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, D., Kawaguchi, Y., Togashi, Y., Iori, K., Yatabe, J., Narumi, I., Nakagawa, K., Hashimoto, H., Yokobori, S., Yamagishi. A.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 生命が宇宙を旅する (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: Keio Astrobiology Camp2017
• [学会発表] たんぽぽ初年度試料の分析結果速報 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: アストロバイオロジー特別講演会「深海と深宇宙の生命探査」
  • 招待講演
• [学会発表] 宇宙でDeinococcus radiodurans R1に生じたDNA損傷 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢田部純、河口優子、木下伊織、藤原大佑、青木元秀、谷口紀恵、鳴海一成、澁谷美穂、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [学会発表] 宇宙環境下で生じるDeinococcus radiodurans R1のrpoB遺伝子の突然変異 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原大佑、河口優子、富樫油香、木下伊織、矢田部純、鳴海一成、中川和道、橋本博文、横堀伸一、山岸明彦
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [学会発表] たんぽぽ計画微生物実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口優子
  • 学会等名: サイエンスアゴラ2017宇宙での生命と有機物探査：たんぽぽ計画とアストロバイオロジーの今後の展開
  • 招待講演