Viva Origino 33 (2005) 208 - 234

Session 6: Life under Extreme Environments（極限環境下の生命）
長沼 毅
広島大学大学院生物圏科学研究科〒739-8528 東広島市鏡山1-4-4

このセッションでは「極限環境生物の多様性とあり亀裂や損傷などのないことと正確な年代を決定多才性を見ることで地球生命の起源について考察し、できることが示された。後者については岩塩中の流ひいては宇宙における生命の可能性まで敷衍するこ体包有物（fluid inclusion）の中から微生物を回収とを意図した。極限環境というと一般には高温環境した手法について詳述され、操作の各段階で厳密ながまず念頭に上がるので、このセッションでも好熱除染がなされたこと、および、各段階での汚染の可菌に関する講演を中心とした。さらに、今までにな能性を定量的に評価した上で、「仮に人為汚染があい観点として「時間的な極限環境」と「サイズの極ったとしてもそれは 10-12 以下の確率であり、汚染限環境」を取り込んだことが、このセッションの特があったとするより汚染はなかったと結論する方が徴だったと思う。それらの一般的な観点と新しい観妥当である」と述べた。このような操作上の問題点点がどこまで相互に刺激し合えるかは今後も検討すをクリアした上で、岩塩のように絶対年代の判明しる必要があるが、少なくとも、当セッションの 5たサンプルから微生物を蘇生し、あるいは DNA を講演は様々な観点の相互作用の試みとして評価でき抽出し、そのゲノム情報の変化を調べることで、「絶るだろう。

対時間尺上でのゲノム進化」を評価できるという提言がなされた。

このセッションは米国ウェストチェスター大学のラッセル・ヴリーランド（Russell H. Vreeland）

これは今までにない新たな生物進化研究の視点で博士による「古代の微生物と DNA：生命の進化とあり、その時間尺上のゲノム進化を遡及することで起源への考察」（Ancient microbes and their DNA:生命の起源に近付くというアプローチを開拓するもWhat might they tell us about evolution and theのである。岩塩は億年（108 年）単位で様々なサンorigin of life?）という講演でスタートした。ヴリ

プルが入手できる。これに対し、10 万年（105 年）ーランド博士は 2 億 5000 万年前の岩塩に閉じ込め以下の分解能で入手できるのが南極や北極の氷床コら れ た 微 生 物 を 蘇 生 さ せ た 研 究 （ Nature, 407,

ア（ice core）である。既に筆者らは南極ボストー897-900, 2000）で有名であり、この講演でもそのク基地の 20 万年前の氷床コアから微生物を蘇生さ研究の詳細について説明された。この研究では「蘇せている。これにより万年単位の遺伝子変異と億年生した微生物は本当に岩塩の形成年代に封入された単位のゲノム進化を直接な比較が可能になり、生命のか」という問題に答える必要がある。実は、このの起源に向けて時間軸上を遡及する際のペースメー問題は二つの異なる問題、すなわち「この岩塩の形カーを提供することができると思われる。

成後にできた亀裂などを通って後世の微生物が侵入また、岩塩中で 2 億 5000 万年も生残できるといしたのではないか」（自然コンタミネーション）おうことは、たとえば、隕石や彗星内に封入された微よび「蘇生した微生物は現生菌のコンタミネーショ生物が長期間にわたって惑星間・星間などの宇宙空ンではないのか」（人為コンタミネーション）に分間を移動できる可能性を意味する。これは、今までけられる。前者については、結晶学的・鉱物学的なは単に「かもしれない」で片付けられてきたアスト観点から、研究に使用した岩塩が完全な一次結晶で- 223 -Viva Origino 33 (2005) 208 - 234
ロバイオロジカルな生命伝播が、急に現実味を帯びられる遺伝子を抽出し、それを破壊することでそのてきたということであり、その意義は大きい。

遺伝子の重要性を実証的に解明するという、きわめこれに続いて、海洋研究開発機構（JAMSTEC）てクール（cool！）な内容であった。あくまでも現の高井研博士が、現生の微生物の諸特性から「すべ生の生物ではあるが、そのゲノムに秘められた進化ての生物に直結する共通祖先」（Last Universalの歴史を解き明かす、その知的興奮を共有できたこCommon Ancestor, LUCA）を推定するという論とは、単に至福の時を過ごしたという以上に、今後陣を張った。高井氏はこれまでに地球上の様々な熱の「生命の起源」研究の新たな地平を垣間見たよう水噴出域や深部地下生物圏を調査し、その結実の一な感動であった。

つとして、今回の講演「超塩基性岩－熱水現象－水Thermus thermophilus 超好熱菌（アーキアで素－ハイパースライム（UltraH3）のリンク：LUCAはなくバクテリア）は、リジンという重要なアミノ群 集 へ の 鍵 」 （ Ultramafics-Hydrothermalism-酸合成において、従来知られているバクテリア・植(UltraH3)

linkage: a物型ではなく、真核菌類型（AAA 経路）を取る。

key for Last Universal Common Ancestral

東大の宮崎淳一博士による「超好熱菌 Thermus(LUCA) community of life）を提供してくれた。

thermophilus におけ るリジン生合 成」（Lysine

この講演の特徴は、LUCA は水素発生型の熱水噴

biosynthesis

出域（マントル物質などの超塩基性岩をホスト岩体

Thermus thermophilus ） と い う 講 演 で は 、 T.とした熱水系）で誕生したはずで、しかも、化学合

themophilus の AAA 経路は TCA 回路および他の成無機独立栄養を行うための生物「群集」だったはアミノ酸（ロイシン、アルギニン）生合成経路に類ずだ、という論点である。水素発生型の熱水噴出域似すること、AAA に関与する酵素は基質特異性がは大西洋中央海嶺やインド洋中央海嶺で実際に確認高くないこと（むしろ AAA 経路の基質より他の基されているし、そこから水素を二酸化炭素で酸化す質に親和性があること）などから、AAA 関連酵素

る LUCA タイプの微生物も高井氏らは発見していは LUCA タイプである可能性が示唆された。さらる。さらに、原始的な代謝の数過程が少し変化するに、T. themophilus の AAA 関連酵素の一つであだけでより洗練された代謝系に進化する可能性も指るホモイソシトレートデヒドロゲナーゼ

摘され、講演が終わる頃には LUCA がとても身近（HICDH）は分子系統的・酵素化学的・タンパクな存在に思えるようになった。これにより、LUCA

質工学的・構造的に祖先型を強く残す LUCA タイから「本当の最初の生命たち」へ遡及する missing

プであることが紹介された。

Hydrogen-HyperSLiMEin

anextreme

thermophile,

当セッションは「時間極限」、「LUCA」、「温link が強調されたようだ。
熱い LUCA の講演の後も熱いテーマの講演が続度極限」などの話題に触れてきたが、その最後の講いた。演者の京都大学・今中忠行教授は 4 ヶ月前

演では「サイズ極限」を取り上げた。広島大学の長に第 46 次南極観測隊から帰ってきたばかりだが、

沼毅は「深部地下水と海底熱水における極微小生

その講演は南極の寒い話ではなく、小宝島という火物」（Extremely small-sized “nano" microbes in

山島の浅海熱水噴出孔から採取した超好熱菌に関す

deep groundwaters and hydrothermal vent

Thermococcusfluids）を紹介し、その生物学的意義、特にアスト

kodakaraensis の全ゲノム解析および遺伝子破壊

ロバイオロジーとの関連に言及した。まず、極微小解析」（Complete genome analysis and targeted生物とは、医薬・食品業界で濾過滅菌（除菌）に汎gene

hyperthermophilic

用される孔径 0.2 ミクロンのフィルターを通過する

archaeon, Thermococcus kodakaraensis ） と いような極微小生物であり、バクテリア・アーキアのう、これまた熱いテーマだった。しかし、その内容双方が確認されている。ただし、いわゆるナノアーは全ゲノム情報にもとづいて生命維持に重要と考え

キア Nanoarchea に属する菌だけではないし、ナる 「 超 好 熱 性 ア ー キ アdisruption

inthe- 224 -Viva Origino 33 (2005) 208 - 234
ノバクテリアという呼称にも批判があるので、本講（minimum genome）を意味し、生命の起源に対演では単に極微小生物あるいはナノ微生物という表し重要な知見を提供すると考えられる。さらに、火現が用いられた。天然環境のほとんどの微生物も孔星由来の隕石 ALH84001 に発見された微生物化石

径 0.2 ミクロンのフィルターで捕集されるので、微様の構造に対する「生き物にしては小さ過ぎる」と生物生態学ではその濾液についてはあまり注意を払いう批判に対しても、少なくともサイズの面では問ってこなかったが、長沼らはそこに残存する微生物題にならないというアストロバイオロジカルな問題をさらに孔径 0.1 ミクロンのフィルターで捕集し、解決にも触れた。

DNA を抽出して 16S rRNA 遺伝子に基づく系統解

こ の よ う に 、 当 セ ッ シ ョ ン で は 、 Life under析を行った。その結果、バクテリア・アーキアともExtreme Environments（極限環境下の生命）とに 新 規の 「 分 岐 の深 い 系 統」 （ deep-branching

いうタイトルから予想されるような「新規・珍奇なlineages）が発見され、微生物進化の初期段階にお生物の博物学的紹介」や「生命の起源は超好熱菌でける多様性の拡大と、われわれが従来は捨てていたあり、生命誕生の現場は熱水噴出孔である」というサンプルであるナノワールドに祖先的な微生物が残従来のステレオタイプな考え方を少しでも打破しよっている可能性を示唆した。さらに、極微小生物はうと各人が努力し、新たな視点や手法を導入して野その小ささゆえに大きなゲノムを持つことはできず、心的なアイデアを披瀝したことが特徴であったよう

もしかしたら、通常は共生菌や寄生菌（病原菌）にに思う。これを発展・継続し、あるいはさらに新たしか見られない 100 万塩基対（1 Mbp）未満の小な視点からの研究が生まれ、生命の起源およびアスさなゲノムを有する可能性にも言及した。もし、天トロバイオロジーの分野に貢献できれば、当セッシ然環境の極微小生物のゲノムが 1 Mbp 未満であっョン関係者として幸甚である。

たら、それは「自由生活を営むに必要な最小ゲノム」- 225 -