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2010 年度 実績報告書

模擬原始地球の化学素材で構成するRNAの試験管内分子進化

研究課題

研究課題/領域番号 21200004
研究機関広島修道大学

研究代表者

川村 邦男  広島修道大学, 人間環境学部, 教授 (50204772)

キーワード生命起源 / RNAワールド / 核酸化学 / 人工生命 / 実験進化学 / 化学進化 / RNAの自然選択 / 分析化学
研究概要

RNAの試験管内分子進化法は,生命起源の研究手段および創薬ツールとして急速に発展してきた.しかし,ランダムDNAプールやPCR法などの分子生物学的手法が必要などの点で,原始化学進化を検証する手法として大きな課題がある.そこで,原始地球上に存在したと考えられる前生物的素材を用いて新しいRNA分子進化系を構築する.2年めはRNAの(1)ランダム生成,(2)自然選択,(3)複製・増幅・変異の各プロセスの統合に向けて(1)と(3)を検討した.4種類(G,A,C,U)の原始的な活性化ヌクレオチドを用いて4種々の塩基からなるRNAの粘土触媒生成反応と鋳型指示反応を試みた.
(i)ランダムRNAの生成:4種類のモノマーの混合系から粘土を触媒として生成したRNAを構造解析した.具体的には,鎖長,塩基種類の割合,3',5'-結合の割合を明らかにした.この結果,混合系から生成するRNAはGを含むものが多いなどの偏りがあることを知った.この結果ランダムRNAの生成挙動について解析を終了した.(ii)LC分析法の検討:本研究で生成するRNA鎖長は10~30程度であり,HPLCでも電気泳動法でも分析しにくい.そこで,本研究に適した分析法の開発を試みた.(1)キャピラリーLCに逆相系モノリスカラムを用いると1鎖長分離が可能であった.(2)溶離液に尿素を加えることで,塩基種類にほぼ依存しない分離法を確立した.
(iii)鋳型指示反応:原始RNAポリメラーゼモデルとしてポリシチジル酸とし活性化グアノシンモノマーを用いるとオリゴグアニル酸が生成するがその他の鋳型とモノマーの組み合わせでは反応は進まない.これを種々の塩基を含むモノマーの混合系について鋳型指示反応を成功させるために種々の触媒の探索を行ったが現在のところまだ成功していない.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 生命起源の解明をめざした熱水フローリアクターシステムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      川村邦男
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 2011(2) ページ: 104-107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ analysis of proteins at high temperatures mediated by capillary-flow hydrothermal UV-Vis spectrophotometer with a water-soluble chromogenic reagent2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura, Hiroki Nagayoshi, Toshio Yao
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 667 ページ: 88-95

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature limit for the emergence of life-like system deduced from the prebiotic chemical kinetics under the hydrothermal conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twelfth International Conference on the Simulation and Synthesis of Living Systems

      ページ: 37-44

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Innovations of hydrothermal flow reactors for the chemical evolution on primitive earth : the next step for the experimental evaluation of life-like systems2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 雑誌名

      Viva Origino

      巻: 37 ページ: 40-45

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of the RNA world hypothesis and the GADV hypothesis on the basis of the hydrothermal origin-of-life hypothesis2011

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      Narasaho-Seminar on the Origin of Life
    • 発表場所
      奈良市(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-17
  • [学会発表] Development of real-time and in situ UV-visible monitoring methods for hydrothermal reactions and its applications to the origin of life study2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル(ハワイ)
    • 年月日
      20101215-20101220
  • [学会発表] Temperature limit for the emergence of life-like system deduced from the prebiotic chemical kinetics under the hydrothermal conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      Artificial Life 12
    • 発表場所
      オーデンセ(デンマーク)
    • 年月日
      20100819-20100823
  • [学会発表] Chemical evolution of life-like system under hydrothermal environments : prebiotic formation, degradation, and functions regarding protein-like molecules and RNA2010

    • 著者名/発表者名
      Kunio Kawamura
    • 学会等名
      COSPAR Scientific Assembly 2010
    • 発表場所
      ブレーメン(ドイツ)
    • 年月日
      20100718-20100724

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公開日: 2013-06-26  

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