原始生命体を支える含水アモルファスシリカーアミノ酸複合体の合成

• 研究課題/領域番号: 24654172
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 奥野 正幸 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40183032)
• 研究協力者: 奥寺 浩樹 ; 真下 茂
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: シリカゲル / アミノ酸 / 合成 / 衝撃圧縮 / 構造変化 / X線回折法 / 赤外分光法 / ラマン分光法 / グリシン / プレス圧縮 / 生命原料 / 含水アモルファスシリカ / 高圧力実験

研究成果の概要

概要
原始地球上の生命原料物質として、含水非晶質シリカ（シリカゲル）とアミノ酸の複合体を仮定し、ゾル－ゲル法を用いて合成に成功した。アミノ酸としては、地球の珪藻などの原始生命体にも含まれる、L-アラニン、L-セリンを用いた。合成した複合体中では、アミノ酸はシリカゲルと混合し、結晶相及び溶液相として存在することを始めて明らかにした。さらに、合成した複合体を彗星核のモデル物質と仮定し、衝撃圧縮実験を実施し、地球衝突時に彗星中のアミノ酸が分解せずに地表に到達することを明らかにした。これは、宇宙空間で生成した生命材料物質が彗星の衝突によって地球にもたらされた可能性を指示す独創的な成果である。

研究成果

• [雑誌論文] 衝撃圧縮ならびにプレス圧縮によるアミノ酸及びアミノ酸ーシリカゲル複合体の構造変化とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥野 正幸
  • 雑誌名: 東京工業大学応用セラミックス研究所共同利用研究報告 巻: 18 ページ: 49-51
• [雑誌論文] Quantitative analysis of major elements in igneous rocks with X-ray fluorrscence spectrometer "ZSX primus II" using a 1:10 dilution glass bead (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki KuSANO, Susumu UMINO, Jinya KOBAYASHI, Tomoyuki MIZUKAMI, Masayuki OKUNO and Shoji ARAI
  • 雑誌名: Sci. Rep. Kanazawa Univ. 巻: 58 ページ: 31-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural changes of synthetic opal by heat treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: Akane Arasuna, Masayuki Okuno, Hiroki Okudera, Tomoyuki Mizukami, Shoji Arai, Shin'ichi Katayama, Mikio Koyano, Nobuaki Ito
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 40 号: 9 ページ: 747-755
  • DOI: 10.1007/s00269-013-0609-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of water in coesite crystallization from silica gel (2013)
  • 著者名/発表者名: Akane Arasuna, Masayuki Okuno, Tomoyuki Mizukami, Masaki Akaogi, Tsukasa Yokoyama, Hiroki Okudera, Shoji Arai
  • 雑誌名: European Journal of Mineralogy 巻: 25 号: 5 ページ: 791-796
  • DOI: 10.1127/0935-1221/2013/0025-2331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural change of alkali feldspar by ball milling (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Nojiri, Masayuki Okuno, Hiroki Okudera, Tomoyuki Mizukami, Shoji Arai
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 108 号: 5 ページ: 267-277
  • DOI: 10.2465/jmps.121122
  • NAID: 10031203396
  • ISSN: 1345-6296, 1349-3825
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酸性雨ストレスなどから緑環境を保全 ー酸性水灌水がクロマツの生長に及ぼす影響ー (2013)
  • 著者名/発表者名: 福山 厚子、長谷川 和久、木下 栄一郎、奥野 正幸
  • 雑誌名: 農業及び園芸 巻: 88 ページ: 225-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Podiform chromitite classification revisited: A comparison of discordant and concordant chromitite pods from Wadi Hilti, northern Oman ophiolite (2012)
  • 著者名/発表者名: Miura, M, Arai, S., Ahmed, A.H., Mizukami, M., Okuno, M., and Yamamoto, S
  • 雑誌名: Journal of Asian Earth Sciences 巻: 59 ページ: 52-61
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2012.05.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structural change of silica gel by compression up to 10 GPa (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Araasuna, M. Okuno, X. Xue, T. Mizukami, A. Akaogi, M. Nozawa, H. Okudera, S. Arai
  • 雑誌名: Geophysical Research Abstracts 巻: 14
• [雑誌論文] 衝撃圧縮によるシリカゲルの構造変化と水の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒砂 茜、奥野 正幸、奥寺 浩樹、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 22, 特別号 ページ: 92-92
• [雑誌論文] 衝撃圧縮に対するシリカゲルーアミノ酸複合体中のアミノ酸の安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 22, 特別号 ページ: 113-113
• [学会発表] SiOの衝撃圧縮による構造変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多賀一彦、奥野正幸、村井拓朗、奥寺浩樹、濵田麻希、吉田侑起、荒井章司、阿藤敏行
  • 学会等名: 第５５回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] 彗星核モデル物質としてのグリシンーシリカゲル複合体の合成と衝撃圧縮 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村井拓朗、奥野正幸、奥寺浩樹、荒砂 茜、濵田麻希、水上知行、荒井章司、阿藤敏行
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 彗星核モデルとしての合成アミノ酸ーシリカゲル複合体の衝撃圧縮 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村井拓朗、奥野正幸、奥寺浩樹、荒砂 茜、真下 茂、Chen Lilian, 水上知行、荒井章司
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ 横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] Structural Change of silica gel by compression up to 5 GPa and 100oC (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Araasuna and M. Okuno
  • 学会等名: European Geoscience Union 2013
  • 発表場所: Austria, Vienna
• [学会発表] 100C 5GPaまでの圧縮によるシリカゲルの構造変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒砂茜，奥野正幸，奥寺浩樹、赤荻正樹
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] 彗星モデル物質としてのアミノ酸ーシリカゲル複合体の衝撃圧縮 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村井拓朗、奥野正幸、奥寺浩樹、荒砂茜、水上知行、荒井章司、Lilian Chem、真下茂
  • 学会等名: 第５４回高圧討論会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
• [学会発表] The structural change of silica gel by compression upto 10 GPa
  • 著者名/発表者名: A. Araasuna, M. Okuno, X. Xue, T. Mizukami, A. Akaogi, M. Nozawa, H. Okudera, S. Arai
  • 学会等名: EGU2012
  • 発表場所: ウイーン（オーストリア）
• [学会発表] シリカゲルの圧縮によるナノ構造の変化
  • 著者名/発表者名: 村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
• [学会発表] The contribution of water to structural changes of silica gel under high pressure and temperature
  • 著者名/発表者名: A. Arasuna, M. Okuno, T. Mizukami, M. Akaogi, T. Yokoyama, H. Okudera, S. Arai
  • 学会等名: GeaRaman 10
  • 発表場所: ナンシー（フランス）
• [学会発表] The evolution of silica gel nanostructure by compression at room temperature
  • 著者名/発表者名: T. Murai, M. Okuno, H. Okudera, A. Arasuna, T. Mizukami, S. Arai
  • 学会等名: GeoRaman 10
  • 発表場所: ナンシー（フランス）
• [学会発表] 衝撃圧縮によるシリカゲルの構造変化と水の影響
  • 著者名/発表者名: 荒砂 茜、奥野 正幸、奥寺 浩樹、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪市）
• [学会発表] 衝撃圧縮に対するシリカゲルーアミノ酸複合体中のアミノ酸の安定性
  • 著者名/発表者名: 村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪市）
• [図書] 日本の結晶学（II） (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥野 正幸 （分担）
  • 総ページ数: 485
  • 出版者: 日本結晶学会
• [図書] GEOTHERAPY, Innovative Method of Soil Fertility Restration, Carbon Sequestration, and Reserving CO2 Increase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazue Tazaki, Teruyuki Takehara, Yasuhito Ishigaki, Hideki Nakagawa, and Masayuki Okuno (分担)
  • 総ページ数: 630
  • 出版者: CRC Press
• [備考] 鉱物・結晶学研究室
  • URL: http://earth.s.kanazawa-u.ac.jp/introduce/mineralogy.html