2021 Fiscal Year Annual Research Report
原始地球上での核酸合成に関する新展開：地球外からの材料供給の可能性に迫る
| Project/Area Number |
21H04501
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
大場 康弘 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (00507535)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 淑識 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), センター長代理 (80399815)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
|
| Keywords | 核酸 / 地球外物質 / 核酸塩基 / 分子進化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，（１）炭素質隕石から核酸塩基など，核酸の材料となりうる窒素複素環化合物の検出，（２）星間分子雲環境を模擬した光化学反応による分子生成およびその熱水反応による分子進化，という２点について研究を遂行した。
まず（１）の炭素質隕石からの窒素複素環化合物検出について，マーチソン隕石，マレー隕石，タギッシュレイク隕石という３種の炭素質隕石から，高温や強酸などを使用しない温和な抽出方法を駆使することにより，これまでに検出された例があったグアニンとアデニン，ウラシルだけでなく，シトシン，チミンというDNA，RNAに含まれる主要核酸塩基５種すべてを検出することに初めて成功した。さらにこれら５種以外にも５－メチルシトシンなど複数の核酸塩基が合計１８種検出された。先行研究では，炭素質隕石中では核酸塩基のバリエーションは乏しく，アミノ酸や炭化水素類と比べて検出された分子種が非常に少ないことが謎であったが，本研究によって核酸塩基類も多様な分子分布を示すことが明らかになった。これらの核酸塩基以外にも核酸の材料となりうる複素環化合物が検出され，これらの隕石中有機物が原始地球上での遺伝機能発現に寄与したと期待される。
（２）の模擬実験生成物について，水やメタノール，アンモニアを主成分とした混合氷を１０ケルビンに冷却し，真空紫外光を照射したのちに室温まで温度を上げると，黄色がかった複雑有機物の生成が確認された。その後，生成物をアモルファスケイ酸塩（MgSiO3）と水とともに１００℃で加熱すると，アミノ酸や複素環化合物など種々の有機化合物が検出された。これらのプロセスは星間分子雲での星誕生および惑星系形成後の熱水プロセスを模擬したものであり，宇宙における分子進化に重要な役割を担うことが強く示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
炭素質隕石中からこれまでに検出例のなかった複数の核酸塩基や，核酸合成の材料となりうる複素環化合物まで検出することに成功したため。これらの成果は本申請研究の核となる重要な発見である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，地球外物質（炭素質隕石，小惑星リターンサンプル）の分析や，模擬実験生成物（彗星模擬サンプル，小惑星模擬サンプル）の分析を継続して行い，原始地球上での核酸生成に必要な化合物の種類や生成プロセスを明らかにしていく。
|
