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カロテノイドのラマンシグナルは、高線量ガンマ線照射後に乾燥した砂漠のシアノバクテリウムの細胞では、水和した細胞よりもよく保存されている
Carotenoid Raman Signatures Are Better Preserved in Dried Cells of the Desert Cyanobacterium than in Hydrated Counterparts after High-Dose Gamma Irradiation.
PMID: 32521820 PMCID: PMC7345886. DOI: 10.3390/life10060083.
抄録
カロテノイドは、火星の生命体を探索する上で有望なターゲットであり、その生物起源とラマン分光法による検出の容易さ、特に共鳴効果のおかげで532nmの励起を利用した場合の検出が可能である。しかし、火星の表面や地下に到達する電離放射線は、生体分子の長期保存には有害である。本研究では、砂漠に生息するシアノバクテリウム属のCCMEE029において、高線量ガンマ線照射後であっても、乾燥によってカロテノイドのラマンシグナルが保護されることを示した。実際、カロテノイドのラマンピークの高さは、ガンマ線照射を受けた水和細胞ではかなり低下したが、乾燥細胞では安定しており、最高線量の113kGyのガンマ線を照射しても、非照射時の15-20％の強度しか失われなかった。興味深いことに、水和細胞のカロテノイドのラマン信号は、非照射強度の90％を失ったにもかかわらず、113 kGyのガンマ線照射後も検出可能であった。これらの結果は、火星でのカロテノイド様分子の長期保存の可能性と検出限界についての洞察を加えたものであり、今後の火星地表へのラマン分光計搭載ミッションをサポートする上で極めて重要なものである。
Carotenoids are promising targets in our quest to search for life on Mars due to their biogenic origin and easy detection by Raman spectroscopy, especially with a 532 nm excitation thanks to resonance effects. Ionizing radiations reaching the surface and subsurface of Mars are however detrimental for the long-term preservation of biomolecules. We show here that desiccation can protect carotenoid Raman signatures in the desert cyanobacterium sp. CCMEE 029 even after high-dose gamma irradiation. Indeed, while the height of the carotenoids Raman peaks was considerably reduced in hydrated cells exposed to gamma irradiation, it remained stable in dried cells irradiated with the highest tested dose of 113 kGy of gamma rays, losing only 15-20% of its non-irradiated intensity. Interestingly, even though the carotenoid Raman signal of hydrated cells lost 90% of its non-irradiated intensity, it was still detectable after exposure to 113 kGy of gamma rays. These results add insights into the preservation potential and detectability limit of carotenoid-like molecules on Mars over a prolonged period of time and are crucial in supporting future missions carrying Raman spectrometers to Mars' surface.