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2021 年度 実績報告書

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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード火星 / 生命探査 / 探査機器 / 蛍光顕微鏡 / 極限環境微生物
研究実績の概要

本研究は、我が国初の、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(Bread Board 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としている。BBMは、試料に蛍光染色液を添加する試料装置部、試料に励起光を照射する光源部、観察と撮像を行う顕微鏡部から構成されている。視野範囲は、1 mm×0.9 mmであり、試料装置部のローターを動かしながら試料を走査し蛍光画像を取得する。2020年度はBBMを構成する試料装置部などの機能試験を行った後、BBM全体を組み立て、試料を使った染色試験を行った。その結果、試料への染色液の添加から微生物蛍光画像の取得まで、一連の操作を遠隔で実施することができた。
2021年度は、BBM全体を真空デシケーターに入れて実験を行い、火星大気圧(7 hPa)においても、BBMが正常に動作し蛍光画像を取得できることを確認した。
また、検出感度を検証するため、模擬火星土として市販されているMGS-1 Mars Global Simulant (Exolith Lab)に、培養した細菌(B. subtilis)の菌液を10^4 cells/gになるように添加した試料を試料筒に入れ、染色液筒には、生菌検出用蛍光色素CFDA-AMを入れて実験を行った。その結果、試料筒および限外濾過筒でも微生物細胞が検出され、科学目標として設定した10^4 cells/gの試料でも検出できることが分かり、本研究の目的を達成することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2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: - ページ: 1~13

    • DOI

      10.1139/cjm-2021-0140

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Life Explorations for Biosignatures in Space2021

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

      BUNSEKI KAGAKU

      巻: 70 ページ: 309~326

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.70.309

    • 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

      Proc. SPIE, Novel Optical Systems, Methods, and Applications XXIV

      巻: 11815 ページ: -

    • DOI

      10.1117/12.2595495

  • [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
  • [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

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公開日: 2022-12-28  

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