砂漠の細菌を混ぜた「生きた塗料」が火星に酸素をもたらす

　将来的な火星ミッションでは、極限環境で生存できる細菌を混ぜた「生きている塗料」で酸素を生産することになるかもしれない。

　「クロオコッキディオプシス・クバーナ（Chroococcidiopsis cubana）」と呼ばれる藻類の一種は、火星にも似た過酷な砂漠でも生きられ光合成もできる。

　英国サリー大学の研究チームは、この細菌を混ぜたバイオコーティングを開発。一ヶ月ほど観察してみたところ、周囲の二酸化炭素を吸収しつつ、狙い通りに酸素を吐き出してくれることが確認されたそうだ。

　研究の中心人物シモーネ・クリングス氏によれば、この生きている塗料は宇宙旅行だけでなく、二酸化炭素によって温暖化が進む地球上でも大きな意味を持つという。

極限環境で生きる砂漠の特殊な最近

　細菌の一種、藍藻類の「クロオコッキディオプシス属（Chroococcidiopsis）」の仲間は、ほとんどの生き物が生きられない環境でも平然としていられるタフなやつだ。

　ほんのわずかな光をフル活用して光合成を行い、漆黒の闇の中でもしぶとく生きる。どこまでも続くような深い洞窟や、海底の下にある下部地殻など、生命が存在しないだろうと思われるような場所にも潜んでいるくらいだ。

　その仲間である「クロオコッキディオプシス・クバーナ（Chroococcidiopsis cubana）」は、砂漠のスペシャリストだ。なにしろ火星とほとんど変わらないような過酷な環境で生きられるのだ。

　もちろん光合成を行い、二酸化炭素（CO2）を取り込み、 酸素を吐き出してくれる。

　そこで英国サリー大学の微生物学者シモーネ・クリングス氏は、その力を利用して火星で酸素を作ることができる「バイオコーティング」を開発しようとひらめいた。 塗料の中に閉じ込められた細菌 / image credit:Krings et al., University of Surrey

細菌を混ぜた特殊な塗料の中で30日間酸素を放出することを確認

　それは生きている細菌を層状に組み込んだ、いわば「生きた塗料」だ。だが、それを実現するには、耐久性があり、それでいて細菌に無害な成分が必要になる。

　それは想像以上に難しいことだ。水分補給や細胞輸送ができるよう「多孔質」でなければならないが、それと同時に硬く頑丈である必要もある。

　そこでクリングス氏らは、ラテックスとナノクレイ粒子を混ぜ、細菌を安全に閉じ込めるという方法を考案。こうして作られたのが今回の生きた塗料「グリーン・リビング・ペイント」だ。

　その性能を試すために30日間観察したところ、C・クバーナが元気に酸素を作り出してくれることが確認されている。

　1gの塗料から放出される1日の酸素は最大0.4g。つまり1kgのグリーン・リビング・ペイントを塗っておけば、CO2から400gの酸素が吐き出されることになる。 酸素を排出する生きた塗料がどのように作られるかを示す図 / image credit:Krings et al.、Microbiol. Spectr.、2023

火星のミッションや温暖化対策に

　これで火星の酸素すべてを賄うことはできない。宇宙飛行士のチームが火星で1年間生活するには、推定500トンの酸素が必要だからだ。

　それでもそれには大きな意味がある。たとえ不十分だったとしても、現地で酸素を調達できれば、 火星に運ばねばならない酸素を少なくできる。

　 遠方への宇宙ミッションにおいて、宇宙船に積み込む物資をできるだけ減らすのはとても重要なことだ。

　また研究チームによれば、温暖化のせいで水不足が深刻化しつつある地球でも意味があるという。

　例えば、機械的に頑丈で簡単に使えるグリーン・リビング・ペイントなら、水を大量に使用するバイオリアクターの水の消費量を減らせるだろうと期待されている。

　ちなみに細菌を利用して酸素を作り出すというアイデアは、NASAでも試されているものだ。

　こうしたことを考えると、将来的には生きた塗料が火星でも地球でも当たり前のものになるかもしれない。

クロオコッキディオプシスは、光合成を行えるうえに、干ばつや高レベルの紫外線にさらされた後のような極限環境でも生き延びることができます

その力のおかげで、火星ミッションでの有力な候補なのです（クリングス氏）

の研究は『MicrobiologySpectrum』（2023年9月25日付）に掲載された。

References:Bacteria found in desert pave the way for paint that produces oxygen whilst capturing carbon | University of Surrey / Scientists Just Came Up With a Wild Idea For Making Oxygen on Mars : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo
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