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冥王代熱水系における二酸化炭素流体を用いた生体高分子合成実験

研究課題

研究課題/領域番号 18K18783
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤島 皓介  東京工業大学, 地球生命研究所, 准教授 (00776411)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード化学進化 / アミノ酸 / 核酸 / 二酸化炭素流体 / 初期地球 / 高分子 / 核酸前駆体 / 高圧環境 / 相分離 / CO2流体 / 深海 / 界面化学 / 分子進化 / 深海熱水環境 / 生体高分子 / 脱水縮合反応
研究成果の概要

原始地球環境において生体関連高分子がどのように合成されるのかは「生命の起源」研究における重要課題である。生命システムは水中では熱力学的に準安定な核酸やアミノ酸の高分子(ポリマー)が関与していることから、本研究では深海熱水系近傍に溜まるCO2流体(液体/超臨界)の疎水性/親水性の2層環境に着目し小型高圧リアクターを用いて同環境を再現した。リアクター内でアミノ酸や核酸の構成因子の組み合わせに対する化学的変化を観察した結果、高温-高圧環境ではアミノ酸を含む反応溶液でペプチドとは異なる分子が合成され、また中温域では核酸前駆体とリン酸塩の組み合わせから極少量のヌクレオチド一リン酸の合成が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命の起源の問題を考えることは、すなわち我々のルーツを探るという試みであり、その学術的意義は生命科学のみならず、人文科学や哲学といった分野にまで波及効果がある。本研究では、これまであまり注目されてこなかった初期地球環境に存在していたであろう深海の化学反応場を実験室内で再現し、これまで有機物の高分子化に重要な脱水反応が進む陸地を想定した環境とは異なる条件で初めて化学進化実験を行うことができた。同時に地球科学、有機化学、分析化学をまたがるような学際的研究を展開したことにより学術分野の発展に少なからず寄与することができたと考える

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Supercritical fluids in the search for origins-of-life in Earth and beyond2020

    • 著者名/発表者名
      Caner Akil, Kosuke Fujishima
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Supercritical fluids in the search for origins-of-life in Earth and beyond2020

    • 著者名/発表者名
      CANER AKIL
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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