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2011 Fiscal Year Annual Research Report

模擬原始地球の化学素材で構成するRNAの試験管内分子進化

Research Project

Project/Area Number 21200004
Research InstitutionHiroshima Shudo University

Principal Investigator

川村 邦男  広島修道大学, 人間環境学部, 教授 (50204772)

Keywords生命起源 / RNAワールド / 核酸化学 / 人工生命 / 実験進化学 / 化学進化 / RNAの自然選択 / 分析化学
Research Abstract

RNAの試験管内分子進化法は,生命起源の研究手段として急速に発展した.しかし,ランダムDNAプールやPCR法などの分子生物学的手法が必要な点は,原始化学進化を検証する手法として根本的な欠陥である.そこで,原始地球上に存在したと考えられる前生物的素材と反応を用いて,新しいRNA分子進化系の構築を試みた.最初の2年間で,RNAの(1)ランダム生成および(2)自然選択の手法をおおむね完成した.昨年度後半からは,(3)複製・増幅・変異を起こす非生物的なRNAの反応系の開発を試みた,本年度は以下について検討した.
(i)原始的な複製反応を起こさせるためには,RNAの2重構造を安定化させる条件が必要である.そこで,インターカレータおよび原始タンパク質モデルがRNAの2重らせんを安定化させるかどうか調べた.インターカレータはかなり安定化させたが,原始タンパク質モデルではそのような効果は認められなかった.
(ii)複製系の検討:原始RNAポリメラーゼモデルとしてポリシチジル酸とし活性化グアノシンモノマーを用いるとオリゴグアニル酸が生成する.この反応はその他の鋳型とモノマーの組み合わせでは反応は進まない.上記の,インターカレータおよび原始タンパク質モデルを添加して影響を調べた.インターカレータ共存下では,反応を少し促進した.しかし,複製反応を起こさせるほどの効率は得られず,さらに検討が必要であることを知った.
(iii)本研究で生成するRNA鎖長は10-30程度であり,電気泳動法では分析困難である.また,数10μLの微少試料を扱わなければならない.そこで,キャピラリーLCに逆相系モノリスカラムを用いて25鎖長程度のヌクレオチドを1鎖長の違い,および1塩基の違いで識別できる用法をつくった.
以上,当初の目標には到達しなかったが,着実に問題を解決しつつあり今後さらに検討を進めていく.

  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Drawbacks of the ancient RNA-based life-like system under primitive earth conditions2012

    • Author(s)
      Kunio Kawamura
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: 94 Pages: 1441-1450

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of micro-flow hydrothermal monitoring systems and their applications to the origin of life study on earth2011

    • Author(s)
      Kunio Kawamura
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 27 Pages: 675-683

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flow injection analysis combined with a hydrothermal flow reactor : application to kinetic determination of trace amounts of iridium using a water-soluble porphyrin2011

    • Author(s)
      Kunio Kawamur, Keisuke Ikomaa, Shukuro Igarashim Hideaki Hisamoto, Toshio Yao
    • Journal Title

      Talanta

      Volume: 84 Pages: 1318-1322

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mineral-enhanced hydrothermal oligopeptide formation at the secondtime scale2011

    • Author(s)
      Kunio Kawamura, Hitoshi Takeya, Takao Kushibe, Yuka Koizumi
    • Journal Title

      Astrobiology

      Volume: 11 Pages: 461-469

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 鉱物充填熱水フローリアクターの開発とオリゴペプチド生成反応に対する鉱物の効果2012

    • Author(s)
      川村邦男
    • Organizer
      第37回生命の起源および進化学会学術講演会
    • Place of Presentation
      高槻
    • Year and Date
      20120307-09
  • [Presentation] Behaviors of RNA and peptides under the hydrothermal environments towards the ancient life-like system2012

    • Author(s)
      Kunio Kawamura
    • Organizer
      the Symposium "The Future of RNA Worlds"
    • Place of Presentation
      Paris(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-24
  • [Presentation] Behaviors of RNA and peptides under the hydrothermal environments towards the ancient life-like system2012

    • Author(s)
      Kunio Kawamura
    • Organizer
      Invited Seminar, University de Strasbourg and JSPS Strasbourg office
    • Place of Presentation
      Strasbourg (France)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-17
  • [Presentation] 溶融シリカキャピラリーを用いる分光法:高温高圧液相反応のその場観測2011

    • Author(s)
      川村邦男
    • Organizer
      第31回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡
    • Year and Date
      20111109-20111111
  • [Book] "Reality of the emergence of life-like systems from simple prebiotic polymers on primitive earth" in "GENESIS-IN THE BEGINNING: Precursors of Life, Chemical Models and Early biological Evolution"(Eds.by Joseph Seckbach and Richard Gordon)2012

    • Author(s)
      Kuno Kawamura
    • Publisher
      Springer(印刷中)

URL: 

Published: 2013-06-26  

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