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2010 Fiscal Year Annual Research Report

難生成生体有機分子の合成を目指した高温高圧鉱物有機物反応実験

Research Project

Project/Area Number 22654063
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

掛川 武  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60250669)

Keywordsリボース / 生命起源 / アミノ酸 / 核酸 / 初期地球 / ホルモース反応
Research Abstract

初期地球における生命起源の問題において(1)いかにアミノ酸を用意しタンパク質にしてゆくか、と(2)いかに核酸(RNA)を作り出すかが重要な鍵を持っている。多くの生命起源研究は(1)の問題にフォーカスされてきた。しかし(2)の問題に関しては、化学的工業的観点から幾つかの試みがあるのみで、地球科学に根ざした研究成功例は皆無と言って良い。そこで、本研究課題では、「鉱物との反応を生かし、海底下を想定し(a)核酸を構成する糖(リボース)や(b)リボースと核酸塩基とリン酸が重合したヌクレオチド(RNA最小単位)生成を行う」ことを目的とする。目的達成に際して、特に研究代表者が従来から取り組んできたオートクレープを用いた高温高圧実験を適用する。22年度はリン酸やホウ酸を用いてホルムアルデヒドからリボースが形成されるか検討した。リボース生成はホルモース反応を介して行われる。まずホルモース反応の生成物や中間物質に対する液体クロマトグラフ質量分析計を用いた分析手法は確立されていなかったので、多くのエフォートを分析手法の開発に使った。この分析手法だけでもリボース研究には重要であり論文化する価値のある物で、予想外の成果が得られた。また上記条件でホルモース反応もリン酸存在下では進行しない、ホウ酸卓越条件では進行することが確認されたので、22年度の目的は達成されたと評価している。ホウ酸錯体を含めた中間生成物の分析もあわせてリボース生成を示したのは本研究が世界で初めてである。基本的な考え方は、地球惑星連合大会などの学会でも公表してきている。(656字)

  • Research Products

    (23 results)

All 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (15 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Last glacial-Holocine geochronology of sedimentcores from a high-altitude Tibetan lake based on AMC C-14 dating of plant fossils : Implications for paleoenvironmental reconstructions2010

    • Author(s)
      Watanabe T., Matsunaka T., Nakamura T., Nishimura M., IzuyaY., Minami M., Nara Watanabe F., Kakegawa T., Wang J.B., Zhu L.P.
    • Journal Title

      Chemical Geology

      Volume: Vol.277 Pages: 21-29

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] δ^<13>C-δD distribution of lipid biomarkers in a bacterial mat from a hot spring in Miyagi Prefecture, NE Japan.2010

    • Author(s)
      Naraoka H., Uehara T., HanadaS., Kakeeawa T.
    • Journal Title

      Organic Geochemistry

      Volume: Vol.41 Pages: 398-403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biogeography and biodiversity in sulfide structures of active and inactive vents at deep-sea hydrothermal fields of the southern Mariana TrOUgh2010

    • Author(s)
      Kato S., Takano Y., KakegawaT., et al.
    • Journal Title

      Applied and environmental microbiology

      Volume: Vol.76 Pages: 2968-2979

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A smooth negative shift of organic carbon isotope ratios at an end-Permian mass extinction horizon in central pelagic Panthalassa.Paleogeogaphy, Paleoclimatpology and Paleoecology2010

    • Author(s)
      Takahashi S, Kaiho K., Oba M., Kakegawa T.
    • Journal Title

      Paleogeography, Paleoclimatpology and Palececology

      Volume: Vol.292 Pages: 532-539

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Climate control of sulfate influx to Lake Hovsgol, northwest Mongolia, during the last glacial-postglacial transition : Constraints from sulfur geochemistry2010

    • Author(s)
      Nara F.W., Watanabe T., Kakeeawa T., other 6
    • Journal Title

      Paleogeography, Paleoclimatpology and Paleoecology

      Volume: Vol.298 Pages: 278-285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 東北地方北部の金属鉱床に随伴する高インジウム鉱石の形成条件2010

    • Author(s)
      山田亮一、吉田武義、掛川武、奈良郁子、小川泰正
    • Journal Title

      資源地質

      Volume: Vol.60 Pages: 153-164

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 初期地球における海洋堆積物中でのアミノ酸の安定性と重合反応2010

    • Author(s)
      大竹翼, 谷口尚, 古川善博, 中沢弘基, 掛川武
    • Organizer
      高圧討論会
    • Place of Presentation
      仙台、宮城
    • Year and Date
      2010-10-21
  • [Presentation] 阻石の後期中爆撃による有機物の生成2010

    • Author(s)
      古川義博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
    • Organizer
      高圧討論会
    • Place of Presentation
      仙台、宮城
    • Year and Date
      2010-10-21
  • [Presentation] 生命起源に関する化学進化の問題点2010

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      第3回日本アストロバイオロジーネットワーク会議
    • Place of Presentation
      八王子、東京(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-30
  • [Presentation] 海洋堆積物の続成環境模擬実験における混合アミノ酸の重合と安定性2010

    • Author(s)
      高橋拓人, 大竹翼, 古川善博, 掛川武
    • Organizer
      地球化学会
    • Place of Presentation
      熊谷、埼玉
    • Year and Date
      2010-09-08
  • [Presentation] Stability of amino acids and peptides during diagenesis on the early Earth2010

    • Author(s)
      Otake, T., Taniguchi, T., Furukawa, Y., Nakazawa, H., Kakegawa.T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Tennessee, USA
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] Enhanced biological nitrogen and sulfur cycles in the stratified 1.9Ga Gunflint ocean2010

    • Author(s)
      Ishida A., Hashizume K., Oba M., Kakegawa T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Tennessee, USA
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] 生命の起源・進化とディープカーボンサイクルとの関係2010

    • Author(s)
      畳川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉(招待講演)
    • Year and Date
      2010-05-27
  • [Presentation] カナダ・Lumby Lake地域(30億年前)堆積岩の地質学的地球化学的研究2010

    • Author(s)
      横田和也、掛川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-26
  • [Presentation] 南アフリカ・バーバートン地域に産する32億年前のFig Tree層とMoodies層中縞状鉄鉱層の地質学的地球化学的研究2010

    • Author(s)
      坂本裕紀、大竹翼、掛川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-26
  • [Presentation] ホウ素はバイオマーカーとなりうるか?:イスアからの報告2010

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-25
  • [Presentation] カナダ・ガンフリント層に記録された19億年前の層状海洋の中での極端な窒素と硫黄循環2010

    • Author(s)
      石田章純、橋爪光、捌川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-25
  • [Presentation] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成2010

    • Author(s)
      古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-24
  • [Presentation] 初期地球における続成作用中のアミノ酸およびペプチドの安定性2010

    • Author(s)
      大竹翼、古川善博、掛川武
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      2010-05-24
  • [Presentation] Synthesis of organic molecules by oceanic impacts on the early Earth2010

    • Author(s)
      Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T., Nakazawa H.
    • Organizer
      AbSciCon Conference
    • Place of Presentation
      Huston, USA
    • Year and Date
      2010-04-26
  • [Presentation] Pressure effects on peptide formation : implication to chemical evolution for origin of life2010

    • Author(s)
      Kakeeawa T.
    • Organizer
      AbSciCon Conference
    • Place of Presentation
      Huston, USA
    • Year and Date
      2010-04-26
  • [Book] 古生物学辞典2010

    • Author(s)
      掛川武
    • Total Pages
      109-111, 356-358, 880-882
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Remarks]

    • URL

      http://web.me.com/take213/KakegawaLab/intro.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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