日本國立研究開發法人海洋研究開發機構超先銳研究開發部門高知核心研究所地球微生物學研究團隊的諸野祐樹主任研究員等人，與美國羅德島大學、日本國立研究開發法人產業技術綜合研究所、國立大學法人高知大學和Marine Works Japan公司合作，從南太平洋環流區海床採集的太古時期地層樣本（430萬年前～1億150萬年前）中發現了微生物，併成功使其甦醒，應答地層中的微生物並未變成化石，而是存活了下來。
從1億150萬年前海床地層中甦醒復活的微生物
從1億150萬年前海床地層中採集的樣本
海洋佔地表積的70％，海床存在着由海洋雪（浮游生物的排泄物和屍體等）和灰塵等沉積物形成的地層。在由細小顆粒構成的海床地層，即便是像微生物那樣的微小生物也無法在沉積物中游動，因此地層形成時的微生物一直被封閉在裏面。
此次的研究將餌料浸入從南太平洋環流區（South Pacific Gyre，圖1）採集的沉積物（水深3,740ｍ～5,695ｍ）中。微生物如果活着的話，應該就會攝食餌料。經過21天～1年半的培養（圖2、3、4）發現，即使是1億150萬年前沉積物的地層樣本，最高也有99.1％的微生物攝食餌料並開始繁殖，由此應答，自從在白堊紀的太古時期沉積物以來，1億多年裏大部分微生物在地層中存活了下來。另外發現，在含有少量氧氣的環境中培養時，微生物成功甦醒過來，但在不含氧氣的培養條件下未發現微生物明顯繁殖。也就是說，在氧氣滲透到地層深處的遠洋沈積物環境中，只有需要氧氣才能成長的需氧性微生物維持生物活性實施了地質學時間的長期存活。
圖1：獲得研究樣本的海底沈積物的鑽探地點。
深藍電腦色：氧氣高機率從海床表層到達玄武岩的範圍
淡藍色：推測氧氣從海床表層到達玄武岩的範圍
黑點爲SPG區域外的鑽探地點
圖2：沉積物培養。在可以密封的玻璃容器中放入核心樣本，從上面浸入餌料溶液進行培養（左）。右側是在船内的冷藏倉庫準備培養樣本的情形。
圖3：分析用樣本的製備方案。由於海床的地層樣本中的微生物細胞數量比較少，而周圍的泥漿顆粒非常多，因此要想進行分析，需要提取微生物細胞。首先，將含有微生物細胞的泥水加入混合多種密度比率水高的溶液的重液中。這樣密度較大的泥漿顆粒會下沉，而小型微生物則會浮上來，對其進行回收。然後，利用名爲細胞分選儀的裝置從中僅提取細胞，可以在0.2毫米左右的區域收集大量細胞。透過用NanoSIMS進行分析，即可調查微生物是否攝食了餌料。
圖4：培養後的微生物觀察影像。a、b、c、d添加碳酸氫鹽和氨，e、f、g、h添加氨基酸混合物作爲餌料。a和e是對DNA進行染色的螢光顯微鏡影像，b和f是針對碳，c和g是針對氮的NanoSIMS影像，亮色表示攝食餌料的微生物。d和h分別表示其二次電子影像。碳酸氫鹽基本沒有被攝食，氨被少量攝食。氨基酸同時含有碳和氮，被大量攝食。
b、c、f、g的有彩顏色豎條表示攝食情況，數位表示攝食比例（如果攝食量與細胞本身具有的碳相同即爲1），顏色越靠近黃色表示攝食量越多。
白色豎條表示千分之五毫米
圖5：表示微生物繁殖的影像。所有樣本添加餌料後微生物的數量都增加。細胞濃度表示每立方厘米樣本的細胞數量。灰色框中是樣本採集地點（用U後面的4位數位表示）、距海床的距離（深度）和地層形成的年代。
論文資訊
題目：Aerobic microbial life persists in oxic marine sediment as long as 101.5 million years
期刊：Nature Communications
DOI：nature.com/articles/s41467-020-17330-1
文：JST客觀日本編輯部
