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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：41 パーセンタイル：80.61(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：23 パーセンタイル：68.44(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：26 パーセンタイル：50.21(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：56.34(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.*; 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*; 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.
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。
杉野 朋弘*; 横堀 伸一*; Yang, Y.*; 河口 優子*; 長谷川 直*; 橋本 博文*; 今井 栄一*; 奥平 恭子*; 河合 秀幸*; 田端 誠*; et al.
no journal, ,
In this report, we will report whether aerogel that have been used for the collection of space debris and cosmic dusts can be used for microbe sampling in space. We will discuss how captured particles by aerogel can be detected with DNA-specific fluorescence dye, and how to distinguish microbes from other materials (i.e. aerogel and particles such as clay). The surface of microparticles captured by aerogel is often vitrified. The non-specific fluorescent light is often observed from vitrified materials. Therefore, we need to distinguish fluorescent light of stained microbes from that of spectral characteristics of vitrified materials and bleaching rate are going to be need to distinguish stained microbes with DNA-specific fluorescence dye and other materials such as clay and aerogel. We simulated the high-speed collision of micro-particles to the aerogel with the two stage light gas gun (ca. 4 km/s). The micro-particles containing dried cells of mixed with clay material were used for the collision experiment, and the captured particles, which was stained after collision experiment, were observed with a fluorescence microscope. This experiment suggests that the captured microbes can be detected and be distinguished from clay materials.
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 杉野 朋弘*; 河口 優子*; 高橋 勇太*; 鳴海 一成; 橋本 博文*; 林 宣宏*; 今井 栄一*; 河合 秀幸*; et al.
no journal, ,
We proposed the "Tanpopo" mission to examine possible interplanetary migration of microbes, and organic compounds on Japan Experimental Module (JEM) of the International Space Station (ISS). Tanpopo consists of six subthemes. Two of them are on the possible interplanetary migration of microbes capture experiment of microbes at the ISS orbit and space exposure experiment of microbes. In this paper, we focus on the space exposure experiment of microbes. Microbes in space are assumed be exposed to the space environment with a kind of clay materials that might protect microbes from vacuum UV and cosmic rays, or exposed as the aggregates of which outer cells might protect inner cells from vacuum UV and cosmic rays. Dried vegetative cells of and our novel deinococcal species isolated from high altitude are candidates for the exposure experiment. In addition, we are planning to perform another space exposure experiments of microbes. In this paper, we discuss current status of exposure experiment of microorganisms defined for the Tanpopo mission and others.
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 河口 優子*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; 鳴海 一成; 中川 和道*; 田端 誠*; 小林 憲正*; 丸茂 克美*; et al.
no journal, ,
We propose a mission to examine possible interplanetary migration of microbes, organic compounds and meteoroids on Japan Experimental Module (JEM) of the International Space Station (ISS) - Tanpopo mission. Ultra low-density aerogel (ca. 0.01 g/cm
) will be used to capture micrometeoroid and space debris. Particles captured by aerogel will be analyzed after the initial inspection of the gel and tracks. The particles will be characterized in terms of mineralogical, organic and microbiological properties. In addition to particle-capture experiment on ISS, we also proposed to perform direct exposure experiments of microorganisms and organic compounds. Several deinococcal species (and strains) including our high-altitude isolates, and some other microbes are candidates for exposure.
小林 憲正*; 川本 幸徳*; Sarker, P. K.*; 小野 恵介*; 桑原 秀治*; 大林 由美子*; 金子 竹男*; 三田 肇*; 薮田 ひかる*; 吉田 聡*; et al.
no journal, ,
A wide variety of complex organic compounds including precursors of amino acids have been detected in carbonaceous chondrites and comets. It was suggested that organics in them were formed in quite cold environments, such as interstellar space. Irradiation of frozen mixture of possible interstellar molecules with high-energy particles gave complex amino acid precursors with high molecular weights. Such interstellar complex molecules would be altered by cosmic rays and solar light in proto-solar nebula and interplanetary space before the delivery to the Earth by such extraterrestrial bodies as space dusts. We examined possible alteration of amino acids and their precursors by irradiation with photons and heavy ions. Complex amino acid precursors with high molecular weights could be formed in simulated dense cloud environments, and they were much more stable than free amino acids against radiation. They could have been delivered to the Earth by space dusts. We are planning to collect space dusts and expose amino acids and their precursors in the Japan Experimental Module / Exposed Facility (JEM/EF) of the ISS in the Tanpopo Mission.
横堀 伸一*; 春山 純一*; 矢野 創*; 鳴海 一成; 三田 肇*; 高橋 淳一*
no journal, ,
月は長期に渡り大きな地殻変動が起きておらず、過去に起きた惑星間塵の飛来などのイベントの痕跡が、いわばタイムカプセルのように保存されているかも知れないと期待されている。月の表面ではDNAやタンパク質などの生体高分子の残存が困難と予想されるが、太陽紫外線や極端な温度変化を免れる溶岩チューブ孔や極域永久陰孔のような環境があれば、生体高分子が保存される可能性もある。放射線抵抗性細菌は、放射線や真空乾燥にも強い耐性を持つので、もし過去に地球から月に飛来したものがあれば、その痕跡が残っているかも知れない。月を宇宙生物学研究の対象とするためには、疑似環境可での生体高分子の保存可能性の実験的検証や、月からの岩石等のサンプルを採取・分析するための研究体制を構築することなどが必要である。
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。
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 河口 優子*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; 鳴海 一成; 高橋 裕一*; 林 宣宏*; 吉村 義隆*; 田端 誠*; et al.
no journal, ,
生物にはさまざまな極限環境に存在するものがあり、生命の起原、Astrobiology研究の重要な研究対象として、それらの研究が進んでいる。高層大気圏も極限環境であり、そこでどのような生物が存在するのか研究が行われてきた。一方、生命の起源を考えるうえで、地球外に生命の起源を求める「パンスペルミア仮説」が古くから議論されてきた。これらのことを踏まえ、われわれのグループは、国際宇宙ステーション(ISS)上で、微生物や生命の材料になりうる有機化合物が天体間で移動可能かについての検証と、微小隕石の検出及び解析実験を行うことの提案と準備を行っている。そこでは、ISS外部に一定期間曝露した超低密度エアロゲルを用いて微小隕石やその他の微粒子を捕集し、エアロゲルの回収後にその表面と衝突トラックの顕微鏡観察等のさまざまな解析を行う。ISS軌道は強力な紫外線や放射線が降り注ぐ過酷な環境下であり、微生物は長期に生存するためには宇宙塵や粘土鉱物などの微粒子の内部に存在すると考えられる。そこで捕集した微粒子にDNA特異的な蛍光染色を行い、微生物の検出を行う。本発表では、上記のような微粒子を模した微生物と粘土鉱物の混合サンプルを用いた蛍光染色やPCRによる微生物の検出についての地上模擬実験の現状について報告する。また、宇宙曝露を予定している微生物の紫外線,放射線,真空,温度などに対する耐性について、地上対照実験を進めている。これについても併せて報告し、たんぽぽ計画の進行状況を報告する。
金澤 真吾; 大杉 武史; 中塩 信行; 石原 圭輔; 横堀 智彦; 大越 実; 時澤 孝之; 中山 真一; 木村 武*
no journal, ,
農地等の除染作業から発生する植物や土壌等の除染廃棄物を減容処理することを目的として、パイロットスケールのロータリーキルン型熱分解炉を製作し、処理試験を行った。処理試験の概要及び製作した熱分解炉の概要について報告する。
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.
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。
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。
