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spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.
Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10
被引用回数：43 パーセンタイル：79.13(Biology)In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include spp. We have examined the survivability of spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".
to extreme environments堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.
Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04
被引用回数：25 パーセンタイル：68.72(Astronomy & Astrophysics)クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、6
10
Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。
sp. nov., isolated from the stratosphereYang, Y.*; 伊藤 隆*; 横堀 伸一*; 島田 治男*; 板橋 志保*; 佐藤 勝也; 大庭 寛史*; 鳴海 一成; 山岸 明彦*
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 60, p.776 - 779, 2010/04
被引用回数：28 パーセンタイル：49.83(Microbiology)A pink pigmented, non-motile, coccoid bacterial strain, ST0316, was isolated from dust samples collected from the stratosphere in Japan. Phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequences showed that it belonged to the genus . DNA G+C content, desiccation tolerance, and resistance to 
-rays and UV radiation supported the affiliation of strain ST0316 to the genus . Strain ST0316 diverged from recognized species of the genus , showing less than 93% similarity values to its closest relatives 
, 
, 
and 
. We propose a new species of the genus , sp. nov.
sp. nov., isolated from the high atmosphereYang, Y.*; 伊藤 隆*; 横堀 伸一*; 板橋 志保*; 島田 治男*; 佐藤 勝也; 大庭 寛史; 鳴海 一成; 山岸 明彦*
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 59, p.1862 - 1866, 2009/00
被引用回数：32 パーセンタイル：54.54(Microbiology)日本の高度大気圏で収集した塵から、橙色の色素を持ち運動性のない球菌TR0125株が分離された。16S rRNA遺伝子をもとにした系統解析によってこの菌はデイノコッカス属細菌であることが示された。強い乾燥耐性,UV耐性,線耐性及び高いGC含量は、この菌株がデイノコッカス属細菌であることを支持している。TR0125株は、デイノコッカス・アパチェンシスの標準菌株の16S rRNA遺伝子配列と最も高い類似性(95.7%)をもち、系統解析の結果は、TR0125株が、デイノコッカス・ジオサーマリス以上に、デイノコッカス・アパチェンシスと進化的に離れていることを示しており、このことは、TR0125株がこれら2種のデイノコッカス属細菌に属するものではないことを表している。他にも、TR0125株と上記2種のデイノコッカス属細菌の標準菌株との間には、幾つかの表現型に違いがあった。よって、われわれは今回分離した菌株に適合するものとして、新種デイノコッカス・アエリウスという名前を提案する。
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 藤崎 健太*; 河口 優子*; 橋本 博文*; 山下 雅道*; 矢野 創*; 奥平 恭子*; 吉村 義隆*; 鳴海 一成; et al.
no journal, ,
火星起源隕石に微小化石様構造が発見されてから、パンスペルミア(胚種広布説)仮説は生命の起源を議論するうえで無視することはできなくなってきた。われわれが国際宇宙ステーション(ISS)の日本棟きぼうの曝露部で行う実験として提案した「たんぽぽ」ミッションは、さまざまな意味でパンスペルミアの現実性について検討し、テストするための実験計画である。この計画では、6種類の実験を平行して行うことを計画している。そのうち2つが宇宙における微小生物の製造可能性に関する実験である。1つはISS高度で直接微小生物の捕集を試みるものである。もう1つは、さまざまな微小生物の宇宙に対する長期の曝露実験である。後者の実験は、地球由来の微小生物が地球と他の地球外天体との間を移動することが可能であるか、微小生物を実際に宇宙空間に曝露することで検証しようというものである。われわれは、ISS高度で微小生物が長期に渡って生存するためには、惑星間塵等の内部の間隙に微小生物が入り込んで、紫外線や宇宙線から護られることが必要であろうと考えている。そこで、われわれは微小生物と模擬惑星間塵(粘土鉱物等)とを混合したものを、曝露実験に供することを計画している。
横堀 伸一*; 藤崎 健太*; 河口 優子*; Yang, Y.*; 伏見 英彦*; 橋本 博文*; 山下 雅道*; 矢野 創*; 奥平 恭子*; 林 宣宏*; et al.
no journal, ,
ISS-JEM「きぼう」曝露部での微生物の採集/宇宙空間への直接曝露実験を計画している(プロジェクト名「たんぽぽ」)。そこでは、微生物を直接採取することを目指すとともに、1から5年以上、微生物を宇宙空間に曝露し、その生存可能性を検証することを計画している。また、その際には、粘土鉱物による微生物の保護効果も検証する予定である。そのため、上記の宇宙曝露実験を行うにあたり、重粒子線の微生物生存に与える効果と、粘土鉱物の重粒子線に対する遮蔽効果を現在検討した。また、種々の紫外線/放射線耐性の高い微生物を実験対象とすることで、重粒子線耐性がそれらの耐性の高さと相関するのかなどについても検討した。微生物培養液を単独又は粘土鉱物と混合して乾燥したサンプルに、室温で、Ar線,He線,C線の照射を行った。これらの重粒子線を照射した微生物サンプルと非照射の対照サンプルについて、コロニー計数法等により、生存率を求めた。さらに、粘土鉱物(合成スクメタイトの一種ルーセンタイトを使用)の有無による生存率の違いについて検証を行った。その結果、粘土鉱物がAr線及びC線から微生物を遮蔽し、保護する働きをすることが示唆された。すなわち、微生物が宇宙空間に単独で存在せず、粘土鉱物内部の間隙などに存在するのなら、重粒子線の影響が軽減されることを示唆する。
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 杉野 朋弘*; 河口 優子*; 板橋 志保*; 藤崎 健太*; 伏見 英彦*; 長谷川 直*; 橋本 博文*; 林 宣宏*; et al.
no journal, ,
We isolated two novel species of the genus , one from top of troposphere () and the other from bottom of stratosphere (
). Can these newly isolated bacterial species and strains survive harsher environment such as space environment and/or other astronomical objects such as Mars? To address these questions, we have analyzed the survival of these microbial species and strains under the extreme conditions. Environment at high altitude is extreme for microorganisms not only because of high UV radiation, but also other stresses such as extreme dryness. To clarify how dryness affects to the survivability of microorganisms, we examined the effects of desiccation and high humidity on survival and DNA double strand breaks (DSB) of 
, 
and spores of 
. They exhibited different survival rates and DSB patterns under desiccation and high humidity. Higher survival and less DSB occurred at lower temperatures. Spores of 
showed the highest survivability at each condition. Survivability of at desiccation condition is higher than that at the humid condition, although survivability of 
at desiccation condition is lower than that at the humid condition. We also tested the effects of various factors on survivability of spp. Together with tests under desiccation condition, these test results suggested that spp. which we tested can survive in space for years.
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 杉野 朋弘*; 河口 優子*; 伏見 英彦*; 鳴海 一成; 橋本 博文*; 林 宣宏*; 河合 秀幸*; 小林 憲正*; et al.
no journal, ,
To explain how organisms on the Earth were originated at the quite early stage of the history of Earth, Panspermia hypothesis was proposed. Recent findings of the Martian meteorite suggested possible existence of extraterrestrial life, and interplanetary migration of life as well. On the other hand, microbes have been collected from high altitude using balloons, aircraft and meteorological rockets since 1936, though it is not clear how could those microbes be ejected up to such high altitude. Spore forming fungi and Bacilli, and Deinococci have been isolated in these experiments. If microbes could be found present even at the higher altitude of low earth orbit (400 km), the fact would endorse the possible interplanetary migration of terrestrial life. We proposed the "Tanpopo" mission to examine possible interplanetary migration of microbes on Japan Experimental Module (JEM) of the International Space Station (ISS). In our proposal, microorganisms will be exposed to the space environment with/without model-clay materials that might protect microorganisms from vacuum UV and cosmic rays. Spore of 
sp., and vegetative cells of 
and our novel deinococcal species isolated from high altitude are candidates for the exposure experiment. In preliminary experiments, clay-materials tend to increase survivability of microorganisms under irradiation of heavy ion beam and other radiation. In this paper, we discuss current status of exposure experiment of microorganisms defined for the Tanpopo mission.
小林 憲正*; 三田 肇*; 中嶋 悟*; 薮田 ひかる*; 横堀 伸一*; 鳴海 一成; 長沼 毅*
no journal, ,
地球上の生命起源に関しては、地球起源説と地球外起源説がある。通常、前者が多くの支持を得ているが、後者(パンスペルミア説)の可能性は否定できない。微生物の惑星間移動の可能性を考えるうえでは、微生物の宇宙での生存可能性の検証が必要である。われわれは、惑星間塵中の有機物や微生物の耐性を調べ、パンスペルミアの可能性を検証している。具体的には、地球から脱出した微生物に、宇宙線を模した高エネルギー重粒子線や種々の波長の紫外線を照射し、微生物の生存率や変異を評価した。等の放射線抵抗性細菌や胞子を形成する微生物は粒子線や紫外線に対して強い耐性を示した。一方、地球の場合、約40億年前にパンスペルミアもしくは化学パンスペルミアが起きたと考えられる。その場合、惑星間塵等がどの程度の太陽紫外線や銀河宇宙線・太陽フレア粒子・太陽風の照射を受けたかが問題となる。これらの評価を行ううえで、過去の太陽活動に関する情報が必要となる。このような研究においては、化学や微生物の研究者と太陽研究者との協力が不可欠である。
河口 優子*; 杉野 朋弘*; Yang, Y.*; 高橋 勇太*; 吉村 義隆*; 辻 尭*; 小林 憲正*; 田端 誠*; 橋本 博文*; 鳴海 一成; et al.
no journal, ,
われわれは、地球低軌道を周回する国際宇宙ステーション日本棟曝露部を利用する「微生物・有機物の宇宙曝露と微生物・宇宙塵の捕集実験」(たんぽぽ計画)を提案している。この計画では、微生物と生命の材料となり得る有機化合物が天体間を移動する可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を行う予定である。超低密度シリカエアロゲルを一定期間軌道上に曝露し、衝突する微粒子内に含まれる微生物の捕集を行うとともに、地球低軌道上での微生物の生存可能性を検証するために、微生物曝露実験を行う。本発表では、捕集する微生物を解析するうえで障害となり得る点について検討した結果について報告する。また、微生物の曝露実験については、さまざまな属細菌について、宇宙環境を模擬した条件下(紫外線,放射線等)での生存を検討した結果を報告する。
横堀 伸一*; 春山 純一*; 矢野 創*; 鳴海 一成; 三田 肇*; 高橋 淳一*
no journal, ,
地球では既に失われてしまった生命の起源に関連する物質や生命の痕跡が、地球に最も近い天体である月で見つかる可能性について、宇宙環境利用科学委員会「月における生命探査の可能性の検討」研究チームで検討した。月の表面では、生命の生存はおろか、生命の起源に関連する物質でさえ、紫外線暴露や極度の温度変化等で変性・分解してしまうので、生命の痕跡が検出される可能性は極めて低い。しかし、月に複数個存在が確認されている溶岩チューブ孔及び極域永久陰は、太陽放射暴露や温度変化が少ないため、宇宙塵由来の生命起源関連物質や地球からの飛来物質が保存されている可能性がある。したがって、地球由来物質が月面に到達するかのシミュレーション,溶岩チューブ孔の形成時期の推定,模擬環境下での標的物質検出の検証などの研究とともに、in situ解析やサンプルリターンを前提とした月における生命探査は必要と結論づけられる。
河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; 谷川 能章*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; et al.
no journal, ,
spores and 
are known by their extremely high resistance against UV, rays and other radiations. and , that were novel deinococcal species isolated from high altitude, showed higher resistance to UV and ionizing radiations than . If microbes could be found present even at the higher altitude of low earth orbit, the fact would endorse the possible interplanetary migration of terrestrial life. We proposed the Tanpopo mission to examine possible interplanetary migration of microbes on Japan Experimental Module of the International Space Station (ISS). Dried vegetative cells of and our novel deinococcal species are candidates for the exposure experiment. We are now testing survivals of deinococcal species under the harsh environmental conditions simulating ISS environmental conditions.
横堀 伸一*; 河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 清水 康之*; 高橋 勇太*; 杉野 朋弘*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.
no journal, ,
熱圏を周回するInternational Space Station (ISS)を利用し、極限環境における微生物存在の検証実験を行うことを計画している。超低密度エアロゲルを長期間曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕に対して、微生物又は微生物関連生体高分子の検出を試み、ISS軌道での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と生存に影響を与える環境因子について推定を行う。宇宙曝露実験に用いる微生物として、現在、(R1株とDNA修復系変異株), TR0125, ST0316, 
sp. HK-01, 
JY3を検討している。実際の運用では、同装置は汎用曝露装置に固定され、きぼう与圧部エアロックからロボットアームによって同曝露部に設置され、一定時間曝露された後に再度同ルートで回収、有人帰還船に搭載して地球に帰還する予定である。
横堀 伸一*; 河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 清水 康之*; 高橋 勇太*; 杉野 朋弘*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.
no journal, ,
地地球以外の天体に生命(又はその痕跡)を探そうとする研究、探査が盛んに行われるようになってくるとともに、「パンスペルミア仮説」が再考されている。そのようなパンスペルミアがそもそも可能であるかを検討するため、微生物の宇宙空間曝露実験による生命の宇宙空間での長期間生存可能性の検証が行われてきた。われわれは、ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を提案し[たんぽぽ:有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]、2013年度に実験開始を実現するため、準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間(1年以上)曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕(トラック)に対して、微生物又は微生物関連生体高分子(DNA等)の検出を試み、ISS軌道(高度約400km)での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と生存に影響を与える環境因子について推定を行う。
高橋 裕一*; 柴田 晋平*; 横山 潤*; 橋本 博文*; 横堀 伸一*; 山岸 明彦*; 河口 優子*; Gusev, O.*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.
no journal, ,
「生命は星から星へ移動することができるか」という課題を検討している。そのためには生物を宇宙空間に曝露し耐性を調べることになる。まずは、加速器等を用いて地上で宇宙曝露実験に相応しい対象生物を選抜し、選抜した生物について国際宇宙ステーション(ISS)での曝露実験を行う計画を進めている。宇宙曝露実験の候補として選抜したヒョウタンゴケ胞子とクラドスポリウム胞子を、ロシアのBiorisk実験で2011年の夏から13か月間ISSのPirs外壁で宇宙曝露し、2012年の夏に地球に帰還した。ISSで13か月間宇宙曝露したヒョウタンゴケ胞子は2週間培養の時点での発芽率は3%であった。発芽の速度は対照に比べると遅かった。培養後の胞子の20%はサイズが大きくなり緑色をしていた。緑色をしているのは葉緑体が活動を始めたためで、さらに培養を続けると、これらの一部は発芽してくるものと思われる。同時に宇宙曝露したクラドスポリウムは死滅していた。
横堀 伸一*; 河口 優子*; 清水 康之*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; Yang, Y.*; 谷川 能章*; 橋本 博文*; et al.
no journal, ,
ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を提案した[たんぽぽ:有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]。現在、2014年度に実験開始を実現するため、その準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間(1年以上)曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕(トラック)に対して、微生物又は微生物関連生体高分子(DNA等)の検出を試み、ISS軌道(高度約400km)での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と、生存に影響を与える環境因子について推定を行う。本発表では、本計画の概要と準備状況(特に微生物捕集並びに微生物宇宙曝露)等について報告する。
spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; 桃木 洋平*; et al.
no journal, ,
To investigate the interplanetary transfer of life, numerous exposure experiments have been carried out on various microbes in space since the 1960s. In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include spp.: , , and . We have examined the survivability of spp. under the environmental conditions in ISS orbit (i.e., long exposure to heavy-ion beams, temperature cycles, vacuum and UV irradiation). We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that the microbial cells aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and named it "Massapanspermia".
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 藤崎 健太*; 河口 優子*; 小林 憲正*; 橋本 博文*; 河合 秀幸*; 三田 肇*; 鳴海 一成; 奥平 恭子*; et al.
no journal, ,
地球上に存在する生命の起源に関して、これまで多くの研究が行われてきた。地球における生命の起原を想定し、初期地球上での有機物の合成の可能性が検討されている。しかし、有機物の合成は地球上で進行した可能性と同時に、宇宙空間で合成された有機物が宇宙塵とともに初期地球に到達した可能性がある。一方、古くより生命が宇宙空間を移動するという仮説「パンスペルミア仮説」が提唱されていた。この仮説では地球外で誕生した生命が地球にやって来る可能性が想定されている。近年、火星由来隕石中での微生物様化石の発見を引き金に、隕石に載った微生物移動の可能性が議論されるに至っている。われわれは、これまで飛行機、大気球を用いた微生物採集を行い、成層圏から微生物を採集してきた。そこから、さらに上空でも微生物が到達している可能性に思い至った。真空中での微生物採集はこれまで試みられたことがない。われわれは、宇宙空間でデブリや宇宙塵採集に用いられてきた超低密度エアロゲルを微生物の採集に用いる可能性の検討を行った。また、エアロゲルを受動的な微生物捕集装置とする場合、他の宇宙塵等も合わせて捕集される。これらの宇宙塵には微生物が付着していなくとも有機物を含有している可能性がある。そのような宇宙塵が地球に有機物をもたらしたと考えると、それらの宇宙塵の有機物の解析を行うことも重要である。
村野 由佳*; 原田 美優*; 河口 優子*; 橋本 博文*; 小林 憲正*; 中川 和道*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 吉田 聡*; 矢野 創*; et al.
no journal, ,
To address the question whether interplanetary migration of terrestrial microbes are possible, we have proposed and prepared the space capture and space exposure experiments of terrestrial microbes as TANPOPO mission on the Exposure Faculty of Japanese Experiment Module of International Space Station. In this mission, we are going to expose microbes in space for one to three years. There are harsh environmental factors (vacuum, high UV irradiation, ionization radiation, and so on) in space. We have selected the species that show high tolerance to the space conditions. We are going to use UV- and radiation-resistant deinococcal species: four stains of (R1, KH311, rec30, and UVS78), TR0125, and ST0316. We summarize survivability of deinococcal species for UV-irradiation, heavy ion-irradiation, high vacuum, and periodical change of temperature. Then, we evaluate survivability of deinococcal species in space after one year.
属の生存能力の検証(たんぽぽ計画)河口 優子*; Yang, Y.*; 村野 由佳*; 原田 美優*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; et al.
no journal, ,
微生物が凝集体状で長期にわたり宇宙空間で生存が可能であることを検証することを目的とした。放射線耐性菌である属の凝集体を作製し、紫外線耐性を調べた。乾燥した菌体を異なる厚み(1-2000
m)に調整し、凝集体とした。宇宙空間で照射される波長領域であるVacuum UV(172nm)、UV-C (254nm)、UV-B(280-315nm)を真空下で凝集体に照射した。その後各凝集体の生存率を計測した。その結果、全ての紫外線照射下での属の生存率は、凝集体の厚みに依存した。さらに実験値をもとに照射強度と厚みと生存率の関係をモデル化した。全ての波長領域において1m(単層)では生存率が急速に低下した。しかし数mmあれば照射強度が増加しても高い生存率を示した。これは微生物の凝集体の側面の細胞は死滅するが紫外線を遮蔽し、内部の細胞は生存が可能であることが示している。このことから、微生物が凝集体を担体として宇宙空間を移動可能であるとするmasa-pansperumiaを提唱する。
