| 研究課題/領域番号 |
18K03825
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17050:地球生命科学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
田中 成典 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10379480)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 生命の起源 / 第一原理シミュレーション / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 化学反応ネットワーク / 硫化鉄 |
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| 研究成果の概要 |
原始地球で隕石の飛来による衝撃波のエネルギーによって非還元的小分子から還元的分子やアミノ酸・核酸などが生成されたとする仮説に基づき、第一原理量子力学的動力学シミュレーションを行い、鉄を触媒として高温高圧下でアンモニアや各種炭素化合物の生成が確認された。また、深海熱水噴出孔において反応を促進する硫化鉄の触媒作用に着目した化学反応シミュレーションの高速化のため、密度汎関数法に経験的パラメータを組み込んだDFTB法の開発、特に硫化鉄のシミュレーションに必要なFe-S間のパラメータの開発を行った。さらに、熱水噴出孔を想定した化学反応ネットワークのデータベースに基づく再構成も行った。
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| 自由記述の分野 |
計算生物学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原始地球でタンパク質や核酸などの生命分子がどのように形成されたか、また、そこから生命系がどのように誕生したのかを物理化学的に探る理論ならびに計算機シミュレーション研究を行うことで、今まで科学的研究の俎上に乗りづらかった「生命の起源」を第一原理から探求することが可能となった。近年注目を集めている、隕石衝突仮説に基づく生命分子の生成や深海熱水噴出孔における硫化鉄の関わる化学反応などをシミュレーションで検証することができ、またそこで必要となる技術開発も同時に進めた。さらに、反応データベースを活用した原初生命ネットワークの再構築も試み、最新のデータ科学が生命の起源研究に有効であることも示した。
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