マテーラのサンタ・ルチア・アッレ・マルヴェ岩窟教会における溶菌性文化遺産上のバチルス属菌の蔓延

古い石造りの教会に潜む隠れた世界

イタリア南部マテーラの岩を彫った教会、サンタ・ルチア・アッレ・マルヴェを訪れる人々は、たいてい何世紀も前のフレスコ画や洞窟のような劇的な建築に引き寄せられます。しかし、剥がれかけた塗装や風化した石灰岩のすぐ下には、活発で目に見えない細菌の世界が広がっています。本研究はその隠れた生態を明らかにし、数種の頑強な微生物がこのユネスコ登録の記念物の運命を静かに左右していることを示します—時には表面を脅かし、時には保護に寄与する可能性もあるのです。

崖に刻まれた石の街

サンタ・ルチア・アッレ・マルヴェは、軟らかい石灰岩の崖に直接掘られた住居や教会が連なるマテーラの有名なルペストリ（岩窟）景観の一部です。教会の内壁は脆い絵で飾られている一方、汚れの筋、コケ、藻類、その他の劣化の兆候も見られます。建物がまるごと岩に刻まれ、直射日光が乏しく石を通して常に湿気が浸み出しているため、微生物にとって安定した涼しく湿った隠れ場になっています。これまで、これらの内石面にどのような細菌が生息しているかを詳しく地図化した研究はなく、こうした群集を理解することは、表面を覆い時に侵食する美術作品を保存するうえで極めて重要です。

微生物の指紋を読む

研究者たちは二つの方法で問題に取り組みました。まず、教会内壁の四か所から微量の擦り取りと綿棒採取を行い、各サンプルに含まれる細菌の“バーコード”をDNAベースの手法で読み取りました。このメタゲノム調査では、バチロトタ（Bacillota）、特に属レベルではBacillusが圧倒的に優勢であることが示されました。遺伝情報の99％以上がこのグループに属し、他の細菌はわずかに検出されるにとどまりました。次に、チームはサンプルから生きた細菌を培養し、その形態、挙動、遺伝配列を調べました。代表的な7株が単離され詳細に解析され、ほとんどが2つのクラスター、すなわちBacillus cereus群とBacillus licheniformis群の近縁であることが明らかになりました。

同じ遺伝子、異なる個性

一見すると、これらの壁面に住むBacillus株は遺伝的に非常に似ており、識別に用いられる標準的なマーカー遺伝子の配列がほぼ同一のものもありました。しかし詳しく調べると、各株はやや異なる振る舞いを示しました。研究者は運動性、利用する栄養源、産生する酵素、そして頑丈な休眠胞子を形成する能力を試験しました。ほぼ同一のDNAにもかかわらず、これらの株はテストで明確に異なる“個性”を示しました。これは、石面上のコミュニティが遺伝的多様性は狭い一方で機能的多様性に富み、多様な化学反応を実行して石材やフレスコの経年変化に影響を与え得ることを示唆しています。

意外な昆虫殺傷因子と人間の痕跡

分離株の中で二株は特に目立ちました：胞子とともに微小なタンパク質結晶を生成しており、これは天然の殺虫剤として広く利用されるBacillus thuringiensisの特徴です。これらの結晶は特定の昆虫幼虫を殺すタンパク質を含むため、昆虫が比較的少ない暗い教会内部でこのような株が存在するのは驚きです。この発見は、これらの細菌が昆虫に依存するだけでなく、植物や他の生物と共生するなど別の生活様式を持つ可能性を支持します。もう一つの分離種であるStaphylococcus warneriは、皮膚の無害な常在菌として知られており、石面に現れたことは訪問者が残す微生物学的“指紋”を示唆し、観光が教会の微小な住民をさりげなく変化させていることをほのめかします。

過去を守るための含意

一般の訪問者がサイトを訪れる安全性を懸念する場合、この研究結果は安心材料です：壁上の細菌混合物は観光客に重大な健康リスクを示すものではありません。しかし保存修復の専門家にとっては状況はより複雑です。胞子形成性のBacillus種の優勢は、過酷な石材環境で微生物が頑強に残存する理由を説明し、その多様な性質は、ゆっくりとした表面損傷に寄与する可能性がある一方で、適切な条件下では保護的な鉱物層を形成して石を安定化させることにもつながり得ることを示唆します。どの微生物が存在し、どのように振る舞うかを明らかにした本研究は、有益な細菌を利用し、有害なものを抑制し、世代を超えてサンタ・ルチア・アッレ・マルヴェの繊細な美術をよりよく保護するための将来的な戦略構築に不可欠な基盤を提供します。

引用: Santacroce, M., Baranek, J., Adamski, Z. et al. Prevalence of Bacillus species in the lytic cultural heritage of Santa Lucia alle Malve Rupestrian Church. Sci Rep 16, 12992 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41655-4

キーワード: 文化遺産微生物学, 石材の生物的劣化, バチルス群集, 岩窟教会, 記念物の生物防護