火星的地殼上部覆蓋着37億年前的大規模火山活動噴發的溶岩。最近的人造衛星觀測發現，火星地下深處存在生命活動所需的液體水，指出了火星上存在外星生命的可能性。由於火星上沒有基於板塊構造學說論的地殼運動，與地球相同年代的岩石相比，表層岩石因熱和壓縮而發生的蝕變非常小。另外研究還表明，30億年前火星的地表有水存在，如果30億年前火星上有生命誕生並在火星表面上生活，那麼在宇宙空間的真空和低溫的冷凍乾燥效果下，有望發現保存完好的生命痕跡。
要想獲得火星存在生命的決定性證據，需要以高靈敏度和高精度分析調查人造衛星帶回地球的火星岩石樣本。不過，樣本帶回地球後在隔離設施中嚴密管理，實施高靈敏度、高精度分析時，需要從隔離設施中取出樣本。此時，爲防止火星生命擴散到地球生態系統中，需採用加熱和鹼處理的雙重滅菌方式。但這樣一來，帶回樣本的主要目的——分析由有機物質構成的生物源分子可能會被破壞。
東京大學研究生院理學系研究科的鈴木庸平副教授組成的研究團隊，利用與覆蓋火星地表的溶岩相似的海洋地殼上部的玄武岩岩心樣本，使岩石内部的微生物細胞實施視覺化，成功測量了細胞密度（參考相關文獻）。該方法不僅能用來調查火星返回的樣本中是否存在生命，還可用來檢測過去的生命活動痕跡。不過，要想利用這種分析方法，需要將樣本從隔離設施中取出，所以需要開發出將樣本滅菌後也可以進行分析的技術。
因此，研究團隊嘗試在碳酸鈣晶粒中封入微生物進行滅活，然後利用上述分析方法調查了能否從封入的微生物中檢測出細胞。試驗使用了作爲傳染病研究的模式生物——T4噬菌體，T4噬菌體僅傳染大腸桿菌（學名：Escherichia coli）和細菌。形成碳酸鈣晶體時，首先使其與飽和氯化鈣溶液（重量百分比爲50％）發生反應。發生反應後調查大腸桿菌的繁殖能力和T4噬菌體的傳染能力發現，在1分鐘的反應時間裏，二者的繁殖能力和傳染能力均失落（圖1）。
圖1：傳染T4噬菌體的大腸桿菌的繁殖曲線。傳染未進行碳酸鈣處理的電腦病毒的大腸桿菌停止繁殖（藍色圓圈），與氯化鈣發生反應（綠色×）以及形成碳酸鈣的電腦病毒失落傳染能力，開始傳染後也與沒有傳染電腦病毒的大腸桿菌（紅色三角）一樣繼續操作繁殖。
另外，研究團隊在氯化鈣溶液中加入焙鹼焙鹼形成碳酸鈣晶體，利用岩石内生命分析技術應答了封入晶體中的大腸桿菌的狀態（圖2）。觀察發現，晶體清晰地維持了細胞的形狀，還保留了DNA分子。從這些結果來看，可以說透過此次研究成功開發出了同時實施生命檢測和滅活的技術。
圖2：封入碳酸鈣晶粒中的微生物細胞（白色箭頭）的螢光顯微鏡照片。淡綠色區域爲碳酸鈣晶粒，橙黃色是摻雜碳酸鈣晶粒中的礦產顆粒。白色虛線表示樹脂與晶粒的邊界。
今後將在各種生物中試驗該處理方法，如果能確立爲滅菌技術，就可以應用於從火星採集的樣本，有助於確保返回地球時的安全。另外，作爲新的電腦病毒滅活技術，這種技術還有望應用於新冠電腦病毒等電腦病毒的傳染對策。
參考文獻
題目：Deep microbial proliferation at the basalt interface in 33.5-104 million-year-old oceanic crust.
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DOI：10.1038/s42003-020-0860-1.
題目：Deep microbial colonization in saponite-bearing fractures in aged basaltic crust: Implications for Subsurface Life on Mars.
期刊：Frontiers in Microbiology
DOI：10.3389/fmicb.2019.02793.
題目：Iron-rich Smectite Formation in Subseafloor Basaltic Lava in Aged Oceanic Crust.
期刊：Scientific Reports
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題目：Planetary Protection, Mars Soil Sample Return, and the Inactivation of Martian Microorganisms
期刊：Journal of Astrobiology and Space Science Research
DOI：10.37720/jassr.07202020
URL：journalofastrobiology.com/PlanetaryProtectionLifeonMars.html
文：JST客觀日本編輯部
