| 研究課題/領域番号 |
19K23763
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0703:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
水内 良 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60845535)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 生命の起源 / 生命の初期進化 / 複雑化 / RNA / 実験進化 / 翻訳システム / 再構成 / 人工細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、原始複製体を模擬した異なる遺伝情報をもつ2種類のRNAが、どのような原始環境条件で進化的に融合し、一本の長いゲノムになるかを実験的に検証する。またその進化プロセスの詳細な理解を試みる。これにより、原始地球に生まれた単純な情報分子の自己複製体が、どのようにして遺伝情報を拡張し、複雑な生命システムへと進化していったのかについて、一つの可能なシナリオを提示する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、原始地球に生まれた様々な遺伝情報をもつRNA複製体が、いかにして融合し、現在の生物に見られるような一本のゲノムになるかについて理論的な検証と、実験検証のためのRNA複製体の構築を行った。RNA複製体の進化を模擬したシミュレーション解析では、一般的に原始複製体や原始区画の問題点と考えられている機能を失ったRNAの出現が特に融合したRNAの進化を促進すると示唆された。実験では、進化工学と遺伝子工学を用いて自身がコードする複数の遺伝子の翻訳を介して自己複製するRNA複製体を取得した。本研究成果により、原始複製体が複雑化するための条件を予測し、またその実験検証に必要な基盤を確立できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原始地球において生命がどのように誕生し、進化してきたのかを理解することは、科学の大きな問の一つである。一般に原始生命はRNAなどの情報分子の自己複製体として誕生した後、進化によって徐々に遺伝情報を拡張して複雑化したと考えられているが、この複雑化を引き起こす要因は謎に包まれていた。本研究では、原始複製体や原始区画で考えられる特徴が複雑化の一側面、すなわち複数の複製体がもつ遺伝情報の統合を促進する可能性を見出した。この結果は単純な分子複製体が複雑な生命システムへと進化していく一つのシナリオを提示し、例えば生命の起源の必要条件を絞り込むことに繋がる。
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