近年、熱水中、地殻深部、深海底などの極限的な環境から盛んな生命活動が報告され、地球生命圏の知見が広がりつつある。また、火星探査においても、水の探査が一段落し、次は有機物および生命探査の段階に入ろうとしている。しかし、生命活動を評価する手法は定まっていない。我々は微生物活動のバイオマーカーとして酵素活性に着目した。なかでも、ホスファターゼは、生体に必須なリン酸エステルを加水分解する酵素で、地球生物にとって普遍的である。
　本研究では極限環境生命圏活動を評価する方法としてホスファターゼ活性測定法に注目し、これを南極大陸昭和基地周辺の土壌に適用した。南極の表土は、低温・乾燥・高紫外線という極限的環境であり、火星探査のモデルになるとも考えられる。
　土壌試料に基質溶液を加え、吸光度変化を測定することにより活性値を求めた。ペンギンの営巣地近くの土壌からは横浜国大の土壌とほぼ同じレベルの活性が検出され、ペンギンの排泄物などにより南極土壌中でも活発な微生物活動が維持されていることがわかった。一方、ペンギンやヒトが近づかない地区の土壌の活性値は極めて低い値を示した。土壌から抽出した酵素の性質を調べると、南極土壌の酵素は、横浜土壌の酵素よりも低温で働くこと、逆に海底熱水噴出孔の試料からとった酵素は高温で働くことがわかり、環境により酵素の性質が異なることもわかった。
　さらに、微生物が細胞内に必ずもつ酵素エステラーゼに着目し、エステラーゼにより分解する基質を用いて、顕微蛍光法での南極環境中の微生物の検出を検討した。顕微蛍光法では、細胞中に存在するエステラーゼにより分解して蛍光を発する色素(CFDA-AM)と核酸に結合して蛍光を発する色素(PI)により二重染色する手法により、南極土壌や氷中の微生物の生死の可視化が可能であることがわかった。これらの酵素活性を用いた手法により、様々な極限環境中の微生物活動を評価していく予定である。