NASA、ヒ素で増殖する細菌を発見

ナショナルジオグラフィック 公式日本語サイト 12月3日(金)18時18分配信

アメリカ航空宇宙局（NASA）は現地時間12月2日（日本時間12月3日）、猛毒「ヒ素」を食べて増殖する異質な生命体の発見を発表した。

　発表に先立ち、「地球外生命体の探索に影響を与える宇宙生物学上の発見」との声明が出されたため、この数日は「地球外生物の発見か」とネット上が騒然となった。フタを開けてみれば、地球上の新種生物についての発表だったが、前代未聞の生命体だという。

　アメリカ、カリフォルニア州のモノ湖で発見された新種の細菌は、地球上の既知の生物とは異なり、ヒ素を摂取してDNAとタンパク質を作り出すという。この細菌「GFAJ-1」株は、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄と並び生物に欠かせない元素「リン」の代わりとしてヒ素を取り込み成長する。

　ほとんどの生物はヒ素の摂取で中毒症状を起こす。リンと化学的性質が似ているため、細胞活動が混乱することが原因の1つだという。しかしGFAJ-1は高濃度のヒ素に耐えられるどころか、細胞内に取り込んでいる。アリゾナ州立大学教授で研究共著者のポール・デービス氏は、「ヒ素は隅々まで行き渡っていた」と語る。

　現時点で生命の存在が確認されているのは地球だけだが、地球外でも大きな期待が持てるようになった。生物学者が想像だにしなかった化学環境から生命体が発見されたからだ。

GFAJ-1は、地球上でかつて起きた可能性のある“第2創世記”の証拠を捜索中に発見された。“ライフ2.0”とも呼ばれる「影の生物圏」が見つかれば、われわれの知る生命が地球を支配する前に、まったく別系統の生命が誕生していた事実が証明されることになる。「本当に生命の誕生が2度起きていたならば、地球以外でも起きたはずだ」と共著者のデービス氏は語る。

　NASA宇宙生物学研究所（NAI）に所属する研究責任者のフェリッサ・ウルフ・サイモン氏は昨年、「ライフ2.0の1つは、リンの代わりにヒ素を摂取する生物の可能性がある」とする論文を発表した。そこでウルフ・サイモン氏らのチームは、カリフォルニア州のモノ湖で細菌を採取したのである。ヨセミテ国立公園南東の火山渓谷にあるヒ素の豊富な塩湖だ。

　チームはモノ湖の細菌をシャーレで培養する過程で、リンの量を徐々に減らし、ヒ素を増やしていったという。放射線トレーサーを用いて化学分析した結果、GFAJ-1はヒ素を代謝していることが判明した。

「極めて異質なこの生物はヒ素を食べて生きていける」と研究共著者デービス氏は説明する。しかし異質ではあるが、遺伝学的には通常の生物とほとんど変わらず、第2創世記の末裔と考えるには無理があるようだ。デービス氏も、「ライフ2.0ではない」と断定している。

　ただしGFAJ-1が極限環境微生物の中でも特に異質であることに変わりはないだろう。極限環境微生物とは、高温、高塩濃度、低酸素といった極限状態で増殖できる微生物のことだ。

　カリフォルニア州モフェットフィールドにあるNASAエイムズ研究センターの宇宙生物学者クリス・マッケイ氏は、今回の発表を受けて次のようにコメントする。「従来の極限環境微生物は“極限環境”には生息していても、生化学的には極めて普通だった。GFAJ-1は、真の意味で“極限環境微生物”と言える初の例であり、極めて重要な発見だ」。今回の研究成果は、「Science」誌オンライン版に12月2日付けで掲載されている。