分光学的手法による先カンブリア時代微化石分類のための有機分子の探索

Research Project

Project/Area Number	19J40214
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Review Section	Basic Section 17050:Biogeosciences-related
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Research Fellow	伊規須素子国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門・超先鋭研究開発プログラム, 特別研究員(RPD)
Project Period (FY)	2020-01-06 – 2023-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000) Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2019: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Keywords	有機質微化石 / 顕微赤外分光法 / 顕微ラマン分光法 / 先カンブリア時代 / 微化石
Outline of Research at the Start	本研究は，形態的特徴と化学的特徴を合わせることで，先カンブリア時代微化石の起源生物に制約を与える新しい指標を得ることを目指す．そのために，顕微赤外分光法や走査型透過X線顕微鏡－軟X線吸収端近傍構造分光法といった分光学的手法を用い，微化石を構成する炭質物の化学結合状態をマイクロスケールからナノスケールで明らかにする．
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、形態的特徴と化学的特徴を合わせることで、先カンブリア時代微化石の起源生物に制約を与える新しい指標を得ることを目指す。南中国・三峡地域から産出した約5.8億年前の有機質微化石について、顕微ラマン分光分析、顕微赤外分光分析を行い、結果をとりまとめ、国際学術誌に投稿し、査読結果を受け、改訂の後、掲載された。ラマン分光分析から、アクリターク・束状フィラメント・不定形炭質物の熟成度が異なることが明らかになった。アクリターク一個体中では、異なる部位（内膜・外膜・内部塊状構造）の間で熟成度に違いは見られなかった。赤外マッピング分析から、アクリターク一個体中で各部位に特徴的な官能基を検出した。アクリタークは化学的には４種類の内膜構造を有する：(1)主に芳香族C-H結合から成るもの、(2) 主に脂肪族C-H結合から成るもの、(3)芳香族C-H結合・脂肪族C-H結合に乏しいもの、(4) 芳香族C-H結合・脂肪族C-H結合が混在するもの。すべてのアクリタークにおいて、外膜は芳香族C-H結合に富む。これらの特徴はアクリタークが真核生物のシスト起源であることを支持する。しかし、原生生物のシストか動物のシストか決定することはできなかった。束状フィラメントは芳香族C-H結合に富むが、その起源物質は不明である。不定形炭質物は、ラマン分光分析から見積もった熟成度および赤外分光分析から特定した官能基構造に広いバリエーションを示し、不均質であることから、様々な前駆物質由来と考えられる。これらの結果は、当時多様な微生物が存在したことを示唆する。有機質微化石一個体中の官能基の空間分布を明らかにすることは、起源不明の微化石の分類に重要な手掛かりを与えうる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定していた研究計画は実施できたので、おおむね順調に進展していると評価する。
Strategy for Future Research Activity	走査型透過X線顕微鏡－軟X線吸収端近傍構造（STXM-XANES）分光分析のために、FIB-SEMを用い、有機質微化石を含む岩石薄片から厚さ100nm程度の切片を作成し、STXM-XANES分析を実施する。