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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Adsorption of prebiotically essential molecules on oxide minerals

Research Project

Project/Area Number 16H04074
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

北台 紀夫  東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (80625723)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福士 圭介  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (90444207)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsアストロバイオロジー
Outline of Annual Research Achievements

『吸着』とは地球表層における元素の循環を支配する最も重要な化学プロセスの一つである.しかし,この現象に与える環境因子は体系的に理解されておらず,元素の動的挙動を扱う地球化学モデルには一般的に考慮されていない.本研究では先端的吸着理論であるExtende Tryple Layer Model (ETLM)を利用し,ギ酸,炭酸,硫酸,リン酸,アンモニア,硫化水素イオン等の吸着挙動を,全ての酸化鉱物,幅広い水質条件において予測可能とするパラメータの導出を目指している.これにより,生命必須元素(H,C,O,N,S,P)の水環境における分配を定量的に予測できるようになる.地球上の生命はどこで・どのように誕生したのか,という根源的問いに対し,より定量的な観点から解に迫ることが可能となる.
本年度は,まず昨年度までに得られた硫酸の吸着実験データを論文としてまとめ,学術誌に投稿した(現在査読を経て小修整中).また,同様の方法論を用い,炭酸とリン酸の吸着挙動についての評価も行った.リン酸については論文作成に必要なほぼ全てのデータがそろい,投稿に向けた準備を進めている.炭酸については予備実験等で作業工程が確認され,本格的な実験を進めているところである.他のイオンについても順次,実験データの収集と理論解析の準備を進めている.各イオンに対し,実験データの収集と理論解析が済み次第,論文への整理と投稿を速やかに行っていく.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

イオンの鉱物への吸着挙動を評価するための実験,理論解析の手順や方法論が確立し,大きな問題なくデータの収集が進められているため.

Strategy for Future Research Activity

これまでに確立した方法論を用い,イオンの鉱物への吸着挙動を順次評価していく.実験データの収集と解析が済み次第,論文への整理と投稿を進めていく.

  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Amorphous silica-promoted lysine dimerization: a thermodynamic prediction2018

    • Author(s)
      Kitadai N., Nishiuchi K., Nishii A., Fukushi K.
    • Journal Title

      Origin of Life and Evolution of Biospheres

      Volume: 48 Pages: 23-34

    • DOI

      10.1007/s11084-017-9548-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geoelectrochemical CO production: implications for the autotrophic origin of life2018

    • Author(s)
      Kitadai N., Nakamura R., Yamamoto M., Takai K., Li Y., Yamaguchi A., Gilbert A., Ueno Y., Yoshida N., Oono Y.
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 4 Pages: eaao7265

    • DOI

      10.1126/sciadv.aao7265

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dissolved divalent metal and pH effects on amino acid polymerization: a thermodynamic evaluation2017

    • Author(s)
      Kitadai N.
    • Journal Title

      Origin of Life and Evolution of Biospheres

      Volume: 47 Pages: 13-37

    • DOI

      10.1007/s11084-016-9510-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glycine polymerization on oxide minerals2017

    • Author(s)
      Kitadai N., Oonishi H., Umemoto K., Usui T., Fukushi K., Nakashima S.
    • Journal Title

      Orign of Life and Evolution of Biospheres

      Volume: 47 Pages: 123-143

    • DOI

      10.1007/s11084-016-9516-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origins of building blocks of life: a review2017

    • Author(s)
      Kitadai N., Maruyama S.
    • Journal Title

      Geoscience Frontiers

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.gsf.2017.07.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origin of the reductive tricarboxylic acid (rTCA) cycle-type CO2 fixation: a perspective2017

    • Author(s)
      Kitadai N., Kameya M., Fujishima K.
    • Journal Title

      Life

      Volume: 7 Pages: 39

    • DOI

      10.3390/life7040039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 地球表層物質による微量元素とり込み過程とそのモデル化2017

    • Author(s)
      福士圭介
    • Journal Title

      地学雑誌

      Volume: 126 Pages: 325-341

    • DOI

      10.5026/jgeography.126.325

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Speciation of magnesium in monohydrocalcite: XANES, ab initio and geochemical modeling2017

    • Author(s)
      Fukushi K., Suzuki Y., Kawano J., Ohno T., Ogawa M., Yaji T., Takahasui Y.
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 213 Pages: 457-474

    • DOI

      10.1016/j.gca.2017.06.040

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アミノ酸の重合挙動から探る生命起源に有利な環境2018

    • Author(s)
      北台紀夫
    • Organizer
      第43回 生命の起源及び進化学会学術講演
    • Invited
  • [Presentation] Origin of life-driven by geo-electrochemical energy2017

    • Author(s)
      Kitadai N.
    • Organizer
      Japanese-Canadian Frontiers of Science Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Universality of the origin of life in the Cosmos2017

    • Author(s)
      北台紀夫
    • Organizer
      生命の起源及び進化学会 夏の学校
    • Invited
  • [Presentation] モノハイドロカルサイトと共存するMgの存在状態:XANES,第一原理計算と地球化学モデリング2017

    • Author(s)
      福士圭介,鈴木雄真,松宮春奈,川野潤,大野剛,小川雅裕,家路豊成,高橋嘉男
    • Organizer
      日本地球化学会 第64会年会
  • [Presentation] 土壌鉱物による微量元素吸着挙動の予測2017

    • Author(s)
      福士圭介
    • Organizer
      2017年度土壌物理学会大会
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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