| 研究課題/領域番号 |
19K21885
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分16:天文学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2023)
大阪府立大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
前澤 裕之 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00377780)
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| 研究分担者 |
川西 優喜 大阪公立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70332963)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 星間物質 / 大質量星形成 / 核酸塩基 / ダストプラズマ / 遺伝子・DNA / テラヘルツヘテロダイン分光 / 変異原性 / 電波天文学 / プラズマ / テラヘルツ分光 / アストロバイオロジー / 超伝導検出素子 / 質量分析 / 量子化学計算 / 核酸塩基/DNA/RNA / 突然変異 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球の生命の設計図DNA/RNAの構成要素、核酸塩基の起源は未解明である。本研究では様々な条件のプラズマにより、核酸塩基を含めた多様な有機分子を合成し、その反応素過程や組成環境を明らかにし、ALMAの観測や化学モデルと比較することで、暗黒星雲や原始惑星系円盤、あるいは彗星/隕石や星間塵より惑星に供給される核酸塩基/有機分子の多様性とその起源に迫る。また、嫌気/好気性の原核/真核生物、多細胞生物・動物等を用いたAmes試験/遺伝子解析を実施し、これらの分子の遺伝子突然変異性/進化の潜在性を明らかにする。データベースに無い構造異性体については、生物への培地に適した溶媒のサーベイ・最適化も推進する。
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| 研究成果の概要 |
我々の模擬星間ガスのダストプラズマから形成した核酸塩基と構造異性体について変異原性試験を行った。その結果、これらがDNA/RNAの形成・複製や、DNAの突然変異や進化に寄与する可能性が示された。さらに、近赤外・可視の撮像や分光、そして独自開発したテラヘルツ分光装置により、プラズマの非平衡物理・化学状態を解明し、凝集ダストの成長過程も捉えることに成功した。さらに、量子化学計算により異性体の生成経路も探索した。これらの研究により原始惑星系円盤や還元的環境、彗星や小天体などの高温のガス・ダスト領域における生命関連分子の形成の多様性、および生命を宿しうるハビタブルな環境について新たな知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球の生命がDNA/RNAにおいて現在の核酸塩基を採用した経緯や、宇宙でのアデニンの形成過程は未解明である。本研究は、星形成領域や原始惑星系円盤などでも高温の気相とダストが相互作用する環境を模して実際にダストプラズマを形成し、核酸塩基とその異性体の多様な形成過程と生物学的性質を探る斬新な取り組みとなっている。本実験で遺伝子の変異原も見つかり、宇宙での生命生存圏や、生命の起源・進化の理解にユニークなアプローチを提供する。
開発したミリ/テラヘルツ分光システムによりダストプラズマの診断の突破口も開いた。今後の様々な応用が期待される。また、アグリゲート状有機ダストの成長過程を捉えることにも成功した。
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