生命誕生の謎を深海底熱水電流で説明する：電気パイライト表面代謝説の提案と実証

• 研究課題/領域番号: 26610188
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 山本 正浩 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60435849)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: アストロバイオロジー / 生命の起源 / 化学進化 / 熱水噴出孔 / 電気化学

研究成果の概要

私は、深海熱水噴出孔に形成される硫化鉱物について現場電位測定を行うことで、深海熱水噴出孔の熱水と海水を境界する硫化鉱物中に電流が発生することを発見した。このことは、実験室における電気化学セル内の硫化鉱物の酸化還元電位計測によっても確かめられた。さらに、実験室において硫化鉱物表面の電位を操作することで原始的な有機代謝経路の一部は駆動することを確かめた。これらの発見は生命が深海熱水噴出孔周辺で誕生したとする仮説を強く支持するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Electrochemical CO2 Reduction by Ni-containing iron sulfides: how is CO2 electrochemically reduced at bisulfide-bearing deep-sea hydrothermal precipitates? (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, A., Yamamoto, M., Takai, K., Ishii, T., Hashimoto, K., and Nakamura, R.
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 141 ページ: 311-318
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.07.078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 深海熱水噴出孔における自然発電の実証と電気生態系の調査 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本正浩, 中村龍平, 川市智史, 笠谷貴史, 谷崎明子, 阿部真理子, 津田美和子, 高木善弘, 熊谷英憲, 鈴木勝彦, 高井研
  • 学会等名: ブルーアース 2016
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス（東京都港区）
  • 年月日: 2016-03-08
• [学会発表] 深海熱水噴出孔表面における電気的化学進化の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本正浩
  • 学会等名: 第4回 宇宙における生命ワークショップABCプロジェクト成果発表会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] 代謝が重要。代謝の進化。深海熱水噴出孔における発電現象は生命の起源を説明できるか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本正浩
  • 学会等名: NINS/IURIC Colloquium 2015「学術研究の将来」
  • 発表場所: ヤマハリゾートつま恋（静岡県掛川市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Electrochemical evolution of primordial metabolic core on deep-sea hydrothermal vent (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yamamoto, Ryuhei Nakamura, Ken Takai
  • 学会等名: 8th Astrobiology Workshop
  • 発表場所: 東京工業大学地球生命研究所（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Reproduction of primitive metabolic pathways on the iron sulfide surface with electricity (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yamamoto, Ryuhei Nakamura, Akiko Tanizaki, Ken Takai, Mitsuhiro Toriumi
  • 学会等名: Goldschmidt 2015
  • 発表場所: Prague, the Czech Republic
  • 年月日: 2015-08-15
  • 国際学会