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冥王代のプラズマ過程と鉱物熱水環境を多段シミュレーションする化学進化研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02017
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17050:地球生命科学関連
研究機関広島修道大学

研究代表者

川村 邦男  広島修道大学, 人間環境学部, 教授 (50204772)

研究分担者 佐々木 満  熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (40363519)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード生命の起源 / プラズマ / 熱水反応 / RNA / ペプチド
研究開始時の研究の概要

原始地球において生命出現に至った化学進化過程は,様々なシミュレーション実験によって研究されてきた.しかし,それらの過程が広大な地球でどのようにつながったかを調べる手法はなかった.本研究では,「鉱物熱水系」および「ラジカル反応系」の2系統の化学進化過程を連続的かつ長時間シミュレーションできる化学進化実験法を構築する.これを用いて,第1にタンパク質状物質およびRNAの化学進化過程を解明する.第2に,鉱物熱水系とプラズマ系の化学進化に対する役割を明確にする.この成果は,化学進化研究における新しい方法論を創出し,原始地球上でのリアルな化学進化シナリオを導く革新的なものとなる.

研究成果の概要

原始地球において生命出現に至った化学進化過程は、様々なシミュレーション実験によって研究されてきた。しかし、それらの過程が広大な地球でどのようにつながったかを、調べる手立てはなかった。本研究では、「鉱物熱水系」と「ラジカル反応系」の実験手法を結合し、これらの化学進化実験法を確立することをめざす。また、これらの実験手法を用いて、ペプチドおよびRNAの化学進化過程を解析し、リアルな化学進化過程を描く。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラジカル反応は放射線・放電・隕石衝突などに由来し、化学進化の重要であるが、良い研究手法がなかった。本研究では、ナノパルス放電と超音波をプラズマ発生源とする新しい手法を確立し、タンパク質とRNAの化学進化に対するラジカル反応の役割を明らかにする。また、個別の模擬環境で行われた化学進化実験を組み合わせて、原始地球環境や水の存在する天体環境と整合性のある化学進化過程の一般的な道筋を、明らかにする。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Sorbonne Universite;/Museum National d’Histoire Naturelle(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne Universite/Museum National d’Histoire Naturelle(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne University/Museum National d'Histoire Naturelle(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne University/Laboratoire de Reactivite de Surface(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] HPLC Retention Behavior of Oligonucleotides on an Anion‐Exchange HPLC with a High Concentration of Urea2024

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura, Yoshimi Maruoka
    • 雑誌名

      Chromatographia

      巻: 87 号: 1 ページ: 17-25

    • DOI

      10.1007/s10337-023-04291-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-pulsed discharge plasma-induced abiotic oligopeptide formation from diketopiperazine2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Mitsuru、Miyagawa Yuji、Nonaka Kouki、Miyanomae Ryota、Quitain Armando T.、Kida Tetsuya、Goto Motonobu、Honma Tetsuo、Furusato Tomohiro、Kawamura Kunio
    • 雑誌名

      The Science of Nature

      巻: 109 号: 4 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1007/s00114-022-01803-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A High-Pressure, High-Temperature Flow Reactor Simulating the Hadean Earth Environment, with Application to the Pressure Dependence of the Cleavage of Avocado Viroid Hammerhead Ribozyme2022

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Kunio、Ogawa Mari、Konagaya Noriko、Maruoka Yoshimi、Lambert Jean-Fran?ois、Ter-Ovanessian Louis M. P.、Vergne Jacques、Herv? Guy、Maurel Marie-Christine
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 8 ページ: 1224-1224

    • DOI

      10.3390/life12081224

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Life on Minerals: Binding Behaviors of Oligonucleotides on Zirconium Silicate and Its Inhibitory Activity for the Self-Cleavage of Hammerhead Ribozyme2022

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Kunio、Lambert Jean-Fran?ois、Ter-Ovanessian Louis M. P.、Vergne Jacques、Herv? Guy、Maurel Marie-Christine
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 11 ページ: 1689-1689

    • DOI

      10.3390/life12111689

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生命起源を展望する:生命システムの時間発展モデルと2遺伝子仮説2021

    • 著者名/発表者名
      川村邦男
    • 雑誌名

      Viva Origino

      巻: -

    • NAID

      130008113764

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 熱水化学反応分析ツールの生命起源研究および環境技術への展開2023

    • 著者名/発表者名
      川村邦男
    • 学会等名
      日本分析化学会 第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] パルス放電を用いたDKPからの直鎖状オリゴペプチド合成における種々のパラメータの影響2020

    • 著者名/発表者名
      野中 洸希・キタイン アルマンド・木田 徹也・佐々木 満・川村 邦男・古里 友宏・本間 哲雄,
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Chemical evolution of RNA and proteins compatible with the primitive Earth environments and the two-gene hypothesis on the origin-of-life2020

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      ELSI Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical evolution of RNA and protein-like molecules compatible with the primitive Earth environments and the two-gene hypothesis for initiation of life-like system2020

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      “Origins of Life Chemistries & Evolution” Workshop organized by J.-F. Lambert and M.-C. Maurel, Sorbonne University, Museum National D’Histoire Naturelle
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical evolution of RNA and proteins to the primitive life-like system on the basis of the two-gene hypothesis of origin-of-life2019

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura, Yoshimi Maruoka, Noriko Konagaya
    • 学会等名
      Goldschmidt 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The selective conversion of diketopiperazine to linear oligopeptide using pulsed arc discharge2019

    • 著者名/発表者名
      Koki Nonaka, Mitsuru Sasaki, Kunio Kawamura
    • 学会等名
      The 14th International Student Conference on Advanced Science and Technology (ICAST)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] The First Steps of Life, Hydrothermalism for the Chemical Evolution Toward the Simplest Life-Like System on the Hadean Earth (Chap 8)2024

    • 著者名/発表者名
      Ernesto Di Mauro (Editor), Kunio Kawamura (Chapter 8)
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9781394264148
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Evolution, Origin of Life, Concepts and Methods, Ed. by Pierre Pontarotti2019

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 総ページ数
      330
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030303624
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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