客觀日本

【先驅科研人】通過「有機宇宙化學」探索生命起源,從極微量的火星粒子中找出微生物

2024年12月06日 科學家訪談
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菅原 春菜
宇宙航空研究開發機構 宇宙科學研究所 太陽系科學研究系 特任助教
海洋研究開發機構 生物地理化學中心 客員研究員
出生於福島縣。2014年完成名古屋大學研究生院環境學研究科地球環境科學系博士課程,獲得博士學位(理學)。曾任海洋研究開發機構生物地理化學研究領域博士後研究員、日本學術振興會海外特別研究員等,2019年起擔任現職。2021年入選「創發研究員」。

Q1.是什麼讓您對宇宙感興趣的?
A1.偶然翻閱到的一本關於外星生命的書

從小我就喜歡星星,經常和父親一起去天文館和天文臺。我至今清晰地記得當年用肉眼看見百武彗星、海爾-普普彗星時的情景。使我萌生成為一名研究人員的想法,始於我小學時在圖書館偶然翻閱的一本關於外星生命的書籍。那本書激發了我的想像力,讓我對「如果外星生命存在,它會是什麼樣子」的問題浮想聯翩,從而對宇宙產生了興趣。

國中時,通過父親給我買的天文學雜誌,我瞭解到「天體生物學(宇宙生物學)」這一研究宇宙生命的新興學科的存在。我想更深入地研究這個領域,最終決定報考在日本可以研究天體生物學的名古屋大學,並一路走到了現在。

我現在的研究方向是「有機宇宙化學」,這是一門研究宇宙中存在的有機物質及其演化過程的學科,屬於天體生物學的延伸領域。我認為,通過研究浩瀚宇宙中的一系列有機分子的演化過程,能有助於解明生命的起源甚至外星生命的謎團。

Q2.您目前正在進行什麼樣的研究?
A2.開發利用模擬樣品分析生命痕跡的方法

我所在的宇宙航空研究開發機構(JAXA)正在推進旨在從火星的衛星之一「福波斯(火衛一)」上帶回樣本的「火星衛星探測計劃(MMX)」,目標是在2026年發射偵檢器。我也參與了這個項目,並負責開發樣品的分析方法以及確保偵檢器不被地球物質污染的「污染管理」工作。

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菅原博士正在對使用二維氣相層析圖-飛行時間質譜術(GC×GCTOFMS)分析後的樣品進行解析。

在創發研究項目中,我希望能夠應用此前的分析化學經驗,確立一種從極微量的火星粒子中檢測火星生命痕跡的分析方法。MMX和美國國家航空太空局(NASA)的火星採樣計劃帶回的火星粒子中有可能殘留有火星生命的痕跡。目前全世界都在研究這種生命痕跡的分析方法,我正在開發一種以微生物為出發點的分析方法。

在地球上,岩石中的微生物需要經過很長時間才會被分解。為了理解微生物的變化歷程,我製作了一種人工化石微生物樣本,並在模擬火星衛星環境的條件下觀察了微生物將會如何變化。我認為,通過這種方式也許能找到可用於檢測火星生命痕跡的有用指標。未來,我將進一步在分子水平上研究構成微生物的各種有機分子的分析方法,探索哪些有機分子可作為生物標誌物。

Q3.您今後的目標是什麼,對後輩研究人員有什麼寄語?
A3.面對自然始終保持謙遜與開放的態度

偵檢器能夠從地外天體帶回的樣本數量有限,一旦樣本與地球上的物質混合便難以辨別地外物質原本具有的特徵,因此在實驗室中必須極為謹慎地避免污染體混入。在處理珍貴樣本和新樣本時,我總是懷著「接下來會有怎樣的新發現」的心情,充滿興奮與期待。

關於宇宙還有很多未解之謎,但我始終堅信「答案就在大自然中」。對自然和宇宙保持謙虛,以客觀的視點、不帶先入為主的觀念,從數據中汲取知識至關重要。研究人員的工作就像是在更新教科書,需要保持批判的視角,時刻問自己「這是真的嗎?」。特別是對宇宙領域的研究而言,不拘泥於傳統學科的融合視角尤為重要,所以,請大家繼續拓寬視野,保持廣泛學習的態度吧。(TEXT:村上佳代)

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菅原博士用登山嬰兒背後腰帶背著兒子去附近的山上登山。

原文:JSTnews 2024年11月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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