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むしブロ

クマムシ博士のドライ日記

NASAの「木星衛星エウロパに関する驚くべき発見」を予想する

科学・研究

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Credit: NASA, Michael Carroll


NASAオフィシャルサイトによると、「木星の衛星のエウロパの内部海に関連すると思われる活動についての驚くべき証拠」についての記者会見を現地時間9/26の14:00(日本時間9/27未明)に開くようだ。


NASA to Hold Media Call on Evidence of Surprising Activity on Europa: NASA


これまでに「ヒ素をDNAに取り込む細菌」や「火星表面に液体の水」など、私はNASA発表の予想を的中させており、なぜか恒例になってきたNASA予想。今回の発表内容も予想してみようと思う。


今回のNASAの告知文には、「エウロパ」「活動」「地下海」など、かなり具体的な情報が与えられている。過去の告知文にはもっと曖昧な情報しか掲載されていなかった。今回の予想難易度は高くなさそうだ。


さらに、今回の発見は「ハッブル宇宙望遠鏡により取得した画像から明らかになった」と書かれているため、発見内容をさらにを絞りやすい。ハッブル宇宙望遠鏡では、生命体を直接確認することはできない。つまり、今回も、少なくとも「地球外生命体を発見した」というアナウンスでないことは確かだ。


このように、NASAの告知文の情報からも、多くの情報を引き出せる。さらに、記者会見に出席するメンバーを見てみよう。


Paul Hertz, director of the Astrophysics Division at NASA Headquarters

Britney Schmidt, assistant professor at the School of Earth and Atmospheric Sciences at Georgia Institute of Technology

Jennifer Wiseman, senior Hubble project scientist at NASA’s Goddard Space Flight Center

William Sparks, astronomer with the Space Telescope Science Institute


一人目のPaul Hertz氏はNASA本部からの人。この人は基本的に体裁を整えるための人員なので、予想のための情報は何も得られない。


二人目のBritney Schmidt氏は、エウロパのハビタビリティ(生命居住可能性)の研究を専門としているようだ。今回の研究では、得られたデータを元にモデリングなんかをしたのかもしれない。


三人目のJennifer Wiseman氏はNASAの宇宙物理学者で、ハッブル宇宙望遠鏡プロジェクトのシニアサイエンティスト。彼女はハッブルプロジェクトの主要メンバーであると同時に、サイエンスコミュニケーションにも明るいらしいので、今回は研究内容に関わっているというよりも、プレス向けの適任者として彼女が表に立っているのかもしれない。


残る最後の四人目、William Sparks氏は天文学者。Sparks氏は、ハッブル望遠鏡を使ってエウロパを調べているようだ。


ここから先は「エウロパ」と「ハッブル宇宙望遠鏡」の特性について考え、さらに、「セクシーな発見」の落とし所を予想する必要がある。


なぜ木星の衛星エウロパが注目されるのかというと、この衛星には氷の層の下に内部海があり、そこに生命を宿している可能性があるからだ。他には土星の衛星エンセラドゥスも同じような内部海がある。


地球外生命体の調査は宇宙開発においても重要課題であり、NASA JPLはエウロパに特化したミッションも計画している。


では、ここから予想の核心に入る。今回の発見は「木星の衛星のエウロパの内部海に関連すると思われる活動についての驚くべき証拠」。つまり、内部海に関すること。しかし、ハッブル宇宙望遠鏡では内部海まで観察するのは難しそうだ。では、内部海に関連する何を見つけたというのだろうか。


こうなると答えは簡単だ。「エウロパの内部海から外に噴き出したと思われる間欠泉(プリューム)がハッブル宇宙望遠鏡により確認された」が今回のNASA会見内容だろう。


今回のこの予想は、すでにNASA JPL技術者の小野雅裕さんや元NASA Ames研究者の藤島皓介さんもしているのだが、自分もゼロベースから考察して、お二人と同じ結論に辿り着いた。ここからは、少し私なりに補足をしていきたい。


さて、実は「エウロパの内部海から外に水が噴き出ている」というのは、新しい発見ではない。2014年にScience誌で「ハッブル宇宙望遠鏡によりエウロパの南極上で水蒸気が確認された」という報告がすでにあるからだ。


Transient Water Vapor at Europa’s South Pole: Science


もともとは木星探査機のガリレオにより、エウロパの表面にひび割れのような痕跡が確認されており、ここから水が噴き出ている可能性が指摘されていた。そしてハッブル宇宙望遠鏡の紫外線写真により、エウロパ南極上に水蒸気が存在することが示唆された。


だが、その後はエウロパから水が噴き出しているという証拠は得られず、発見そのものが怪しまれていた。別の研究チームは、エンセラドゥスでは容易に検出された間欠泉の証拠がエウロパでは全然見つからなかったとコメントしている。


「水蒸気はあるよ派」は、エウロパと木星との距離によって水が噴き出たり出なかったりするのではないか、と主張していたが、論争に決着は付いていなかった。


NASAとしてはエウロパから間欠泉が吹き出ていれば、探査機によるサンプルリターンも視野に入れた、充実したミッションを推し進めることも可能になる(政府から予算をたくさん獲れる)。「間欠泉あるかないか問題」は科学的にも政治的にも大きなジレンマだった。



おそらくだが、今回は、William Sparks氏を中心とした研究グループが、かなり高い確度で頻繁にエウロパからの間欠泉が吹き出ている様子をキャッチしたのかもしれない。データの量と質が充分で、疑惑に反論できるとか。ちなみに、William Sparks氏は、エウロパの間欠泉を探すことに特化してハッブル宇宙望遠鏡を使っているらしい。この情報からも、ほぼ間違いなく、今回の予想は当たりだろう。


希望的観測だが、間欠泉が出ているのは南極だけでなく、エウロパのかなり広範なエリアで見られたのかもしれない。木星とエウロパとの間に働く潮汐力により、エウロパの海底は活発な火山活動が起きている証拠にもなる。


さらに、間欠泉のところに有機物まで検出された可能性もある生命の部品である有機物が発見されていれば、エウロパに地球外生命体がいる可能性がさらに増す。まあ、こちらは当たったらいいな、くらいのオマケということで。


科学的にもNASAとしても「エウロパの間欠泉はあった。再現性がとれた。だからみんなエウロパに安心してお金を出そう」というアピールになる。


土星の衛星エンセラドゥスも間欠泉が宇宙空間に吹き出ているので、探査機がそこを通って分析したりサンプルリターンする案が日本では持ち上がっている。もしエウロパでも同じような間欠泉があれば、エウロパのミッションも加速するだろう。エウロパはエンセラドゥスよりも地球から近い。


ということで、今回の予想的中確率は80パーセント以上と思われる。26日の発表を楽しみに待つことにしよう。


※本記事は有料メルマガ「むしマガ」352号「NASAの「木星衛星エウロパに関する驚くべき発見」を予想する」からの抜粋です。


【参考資料】

生命の星・エウロパ:長沼 毅 著


地球外生命を求めて:マーク・カウフマン 著


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レールを外れてクマムシ研究

クマムシ お知らせ クマムシ研究所

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クマムシは極限環境に耐える動物として知られる。私たちは今回、そのクマムシの中でも横綱級の耐性を誇るヨコヅナクマムシの高精度ゲノム配列を決定し、本生物の放射線耐性機構の一端を解明した。本論文はNature Communicationsに掲載された。


Hashimoto T*, Horikawa DD*, Saito Y, Kuwahara H, Kozuka-Hata H, Shin-I T, Minakuchi Y, Ohishi K, Motoyama A, Aizu T, Enomoto A, Kondo K, Tanaka S, Hara Y, Yoshikawa S, Sagara H, Miura T, Yokobori S, Miyazawa K, Suzuki Y, Kubo T, Oyama M, Kohara Y, Fujiyama A, Arakawa K, Katayama T, Toyoda A†, and Kunieda T†. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein. Nature Communications, 7, pp. 12808. 2016
*: equal contribution
†: corresponding author


日本語のプレスリリース文はこちら。


ヒト培養細胞の放射線耐性を向上させる新規タンパク質をクマムシのゲノムから発見:東京大学


本研究の研究内容についてはプレスリリースも出ているので、ここでの解説は控えようと思う。その代わりに、ちょっと余談でも。


私がクマムシの研究を始めたのは2001年。まだ学部生の頃だった。たまたま配属された研究室の関教授がクマムシの研究をしていたことがあり、さらにOBの先輩から実際にクマムシを見せてくれた事が、クマムシ研究を始めるきっかけになった。


その後、大学院に進んでもクマムシの研究を続けようと決心していた。当時の指導教官の東教授はアリの生態学が専門だったが、「クマムシしかやりたくない」という私を受け入れて指導をしてくれた。余談だが、私は今、「アリしかやりたくない」という学生の指導をしている。何の因果だろうか。


さて、当時、頭の中にお花畑が咲いていた私は「クマムシの耐性についての研究はほとんど手付かずの状態で、自分でも何か面白い発見ができる。もしかしたら、第一人者にだってなれるかも」と思っていた。バカが考えそうなことだ。


当たり前だが、手付かずの研究分野には知見が蓄積されていないため、何から手をつけて良いのかわからない状態であった。クマムシがどんな餌を食べているのかも、ほとんど知られていないような状況だったのである。ちょっと賢い人間であれば、こんなリスクの高い研究など絶対に手を出さないだろう。


何とか生態学的な研究を行い修士課程を卒業したものの、クマムシ研究には限界を感じていた。実験室での飼育系も確立していない生物に、未来はない。そんなとき、幸運にも慶應義塾大学の鈴木忠さんが肉食性クマムシのオニクマムシの飼育系を確立した。この飼育システムを使えば、クマムシ研究は一気に進む。光が見えた気がした。


だが、いつも現実は甘くない。小さなクマムシを分析するには、多数の個体を集める必要がある。オニクマムシはなかなか増えず、ときには1日に16時間ほども世話をした事もあった。もはや、飼育ではなく介護だ。これでは、ゲノム解析にしろ、放射線耐性メカニズムの解析にしろ、実際にやり遂げるのはかなり難しい。


そしてオニクマムシに見切りをつけることに。新しく飼育ができる種類のクマムシを探しはじめたのである。博士課程2年のときだ。もちろん、飼育できるようなクマムシが見つかる保証は、どこにもない。博士号を取れず、ドロップアウトするリスクも覚悟の上での判断だった。


そして幸運な事に、博士課程2年の秋に、1種類のクマムシがクロレラを食べて繁殖することを発見。修士課程のころに、札幌市内で見つけた褐色のクマムシだった。


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寒天培地の上でクマムシがどんどん増えていくさまを目にしていたこの頃が、これまでの研究人生の中でもっとも興奮した時期だった。


実験を重ね、この褐色のクマムシは他の種類のクマムシと比べてもだいぶ高い耐性をもつことがわかった。そこで、ヨコヅナクマムシという和名を与えてやった(学名はRamazzottius varieornatus)。単為生殖で増えるこのクマムシを1匹から増やし、標準系統も作り、これにはYOKOZUNA-1と名付けた。


2006年から、東京大学の國枝さんらと、このヨコヅナクマムシのゲノム解析のための研究をスタートさせることになる。まだ、この研究自体には何の研究費も付いていない頃だった。それでも、みんなでたまに集まって飲んでは議論したり、楽しい時期だった。


その後、私は博士号をとったものの、なかなかポジションが取れずにオーバードクターになった。クマムシにつけてもらえる予算はなかったのである。無給でゲノム解析のためのクマムシサンプルを育てたり、放射線耐性の研究をする日が続いていた。


結局そのあと、私はアメリカとフランスで計5年を過ごし、また日本に帰ってきた。慶應で非常勤として研究しながら、非専門家を集めたクマムシ研究所も主催したりと、割と不思議なポジションにいながらもクマムシの研究を継続している。


クマムシ研究所を設立しました
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その間にも、慶應の荒川さん東大の國枝さんのところのように、世界的なクマムシ研究の拠点と呼べる研究室もできた。そして、今回のヨコヅナクマムシのゲノム解読の、10年越しの研究論文発表。クマムシ研究にひとつの節目をつけられたようで、本当に感慨深い。クマムシの研究を始めた学部生の当時、このような日が訪れるとは予想できなかった。


また、Dsupについては機能解析を進めた橋本さんの仕事の成果で、これも当初はリスクの高いテーマだと思われていた。


私がクマムシ研究を始めた頃は、よく否定的なことを言われたものである。「クマムシは研究というよりは趣味の世界」と言われたこともある。それでも、たくさんの人に支えてもらい、今でもクマムシの研究をすることができている。私が作った実験系を使って、クマムシの研究をしている研究者や学生もいる。クマムシ研究所BioClubのワークショップでは、小学生から社会人まで幅広い層の人たちが研究をしている。


クマムシワークショップ開催
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当時の私は、大学院に進んだ学生の中でも、だいぶレールから外れた研究テーマを選んだ。一歩間違えれば、学位が取れずに研究者としてはとっくに死んでいただろう。だが、そういうバカな人間だって、人柱として必要なこともある。私が成し遂げてきたことなどたかが知れているが、それでも曲がりなりにも、自分の研究が誰かの研究に役に立っていたりする。


バカが勘違いをして始めた研究がそこそこの成果を生み、そこに色んな人たちが絡んで、またさらなる研究の広がりを見せる。今回の研究成果もまた、他の研究に役立ったり、将来は思いもよらないような用途に応用されることだってあるかもしれない。


だから、ありきたりなことに聞こえるかもしれないが、多様な研究ができる環境というのはとても大事なのである。その環境は、単純に予算だけで解決出来る問題ではない。レールから外れているように見える人たちを嘲笑する風潮をなくすことも、そんな環境作りには必要だろう。バカにやさしい環境作りである。


もし、この記事を見ている貴方が学生で、レールから外れたいと思っているなら、外れてみるのもいい。失敗しても後悔しないと、自分に約束できるなら。


【参考資料】

クマムシ研究日誌:堀川大樹 著


クマムシ博士の「最強生物」学講座:堀川大樹 著)

『アカデミック・ラブ』をカクヨムに発表しました

科学・研究 お知らせ

先日の記事『アカデミック・ラブ』を小説投稿サイトのカクヨムに発表しました。


『アカデミック・ラブ』:カクヨム


アカデミック・ラブ - むしブロ

ほりかわさんもカクヨムに来ましょう!

2016/09/15 09:39

このようなコメントをいただき、カクヨムの存在を初めて知ったのですね。カクヨムで人気になった小説は、実際に出版されたりするようです。もっとも、『アカデミック・ラブ』は字数が少ないので、たとえ人気が出たとしても書籍にはなりませんが。


『アカデミック・ラブ』には割と大きな反響があり、感想をたくさんいただきました。さっそくカクヨムでも嬉しい感想をいただきました。

すごく美しい作品です。


構成、文章力、メタファー、構成要素が綺麗に組み上がっていてそれでいて「辛い」感情を綺麗にあとに残していく。無駄なものがない。研ぎ澄まされた、小説のお手本のような作品だと感じます。


同じ作者の作品をもっと読みたいと思わされる、力のある小説です。


kenko_u


ブログに感想を書いていただいた方も。


bsrk31.hatenablog.com


Twitterとはてなブックマークに寄せられたコメントも紹介します。


アカデミック・ラブ - むしブロ

面白かったです。大好きだった「アフター0」の雰囲気を思い出しました。鹿の角(←雄の権威?)を持った男が会社内で出世し、角が大きくなりすぎて時代に適応できず失脚する話だったかな。

2016/09/14 14:19

アカデミック・ラブ - むしブロ

長いけれど面白くて一気に読んでしまいました。最後まで切ない‥

2016/09/15 00:24

アカデミック・ラブ - むしブロ

そして紗季は研究を続けたんだろうか…と気になる読後。こども2人作って、ラボワーク激しい夫がいて…という環境で生物学者を続けるには千現君が相当色々こなさなければ難しい。彼女の研究者生命やいかに。

2016/09/15 13:39


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