初期地球でのアミノ酸生成とペプチド化プロセスの解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244080
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 掛川 武 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60250669)
• 研究分担者: 関根 利守 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70343829) ; 大庭 雅寛 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (40436077)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 生体・環境鉱物 / 衝撃実験 / 生命起源 / 有機分子

研究概要

隕石海洋衝突を模擬した衝撃実験を行いオリビンの蛇紋石化に世界で初めて成功し、アミノ酸を含めた多種の有機物生成に成功した。衝突蒸発雲を想定した実験では、アンモニアやシアン化物の生成に成功した。アミノ酸重合実験では最大5GPaという圧力でアラニンとグリシンの重合に成功した。この成果に対して2011年国際生命起源と進化学会から最優秀成果発表賞を受賞した。複数アミノ酸混合系実験でもユニークなペプチドが生成される事が分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Stability of amino acids and their oligomerization under high-pressure conditions : implications for prebiotic chemistry (2011)
  • 著者名/発表者名: Otake T., Taniguchi T., Furukawa Y., Kawamura F., Nakazawa H. and Kakegawa T.
  • 雑誌名: Astrobiology 巻: vol.11
  • DOI: DOI:10.1089/ast.2011.0637
  • 査読あり
• [雑誌論文] 衝撃変成度の定量化に向けた展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関根利守
  • 雑誌名: 遊星人 巻: 19 ページ: 139-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] mpact-induced phyllosilicate formation from olivine and water (2011)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y. Sekine T. Kakegawa T. and Nakazawa H.
  • 雑誌名: Geochimica Cosmochimica Acta 巻: vol.75 ページ: 6461-6472
  • 査読あり
• [雑誌論文] d13C-dD distribution of lipid biomarkers in a bacterial mat from a hot spring in Miyagi Prefecture (2010)
  • 著者名/発表者名: Naraoka H., Uehara T., Hanada S. and T. Kakegawa
  • 雑誌名: NE Japan. Organic Geochemistry
  • DOI: DOI:10.1016/j.orggeochem.2009.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abundance of zetaproteobacteria within crustal fluids in back-arc hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Yanagawa K., Sunamura M., Takano Y., Ishibashi J., Kakegawa T., et al
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: Vol.11 ページ: 3210-3222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution, diversity and composition of bacterial communities in sub-seafloor fluids at a deep-sea hydrothermal field of the Suiyo Seamount (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Hara K., Kasai H., Teramura T. Sunamura M., Ishibashi J-I., Kakegawa T., Yamanaka T., Kimura H., Marumo K., Urabe T., Yamagishi A.
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part 1 巻: vol.56 ページ: 1844-1855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial communities in iron-silica rich microbial mats at deep-sea hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Kobayashi C., Kakegawa T., Yamagishi A
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: vol.11 ページ: 2094-2111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomolecule formation by oceanic impacts on early Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T. and Nakazawa H.
  • 雑誌名: Nature geoscience 巻: vol.2 ページ: 62-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] 隕石の海洋衝突による初期地球の有機物生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、関根利守、大庭雅寛、掛川武、中沢弘基
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: vol.18, No.4 ページ: 229-237
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最初の地球の海に降り注ぎ込まれた鉄が生命を生んだ (2009)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 岩波「科学」 巻: 10月号 ページ: 54-58
• [雑誌論文] 生命の起源:地球惑星科学の新しい問題 (2009)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 日本地球惑星科学連合ニュースレター 巻: vol.5. 5月号 ページ: 3-6
• [学会発表] 高温高圧条件下における固体アミノ酸の安定性と重合反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大竹翼, 谷口尚, 古川善博, 中沢弘基, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 初期地球環境下リボース生成反応におけるホウ酸の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀内真愛, 古川善博, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] バリン重合反応に対する圧力の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川善博, 大竹翼, 中沢弘基, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] New evidence of early life found in > 3. 74Ga meta-sedimentary rocks of Isua Supracrustal Belt (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kakegawa
  • 学会等名: Greenland. ISSOL and Bioastronomy, Joint International Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Stability of amino acids and their oligomerization under high pressure conditions. ISSOL and Bioastronomy (2011)
  • 著者名/発表者名: Otake T., Taniguchi T., Furukawa Y., Nakazawa H. and T. Kakegawa
  • 学会等名: Joint International Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Oligomerization of valine under high temperature and high pressure conditions. ISSOL and Bioastronomy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Furukawa, Otake T., Ishiguro T., Nakazawa H., Kakegawa T.
  • 学会等名: Joint International Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Experimental and geological link for prebiotic peptide and ribose formation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kakegawa
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 海洋衝突生成有機分子の衝突進化過程 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永奈央, 関根利守, 泉俊輔, 古川善博, 掛川武, 小林敬道
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 高温高圧環境におけるバリンペプチド生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川善博, 石黒崇人, 大竹翼, 中沢弘基, 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 初期地球環境化ホルモース反応実験と中間生成物および糖の液体クロマトグラフ質量分析計による分析法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀内真愛, 古川善博, 大竹翼, 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 27億年前の海底熱水活動と微生物活動との関連:海底熱水場は起源の場か進化の場か? (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 生命の起源と進化学会
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 20100315-17
• [学会発表] New evidence of early life recorded in meta-sedimentary rocks of ca. 3. 8 Ga Isua Supracrustal Belt (2010)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T.
  • 学会等名: Greenland. Global Network Symposium
  • 発表場所: Akiu, Sendai
  • 年月日: 20100302-04
• [学会発表] Formation of organic molecules by ocean impacts on the early Earth (2010)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T., Nakazawa H.
  • 学会等名: Global Network Symposium
  • 発表場所: Akiu, Sendai
  • 年月日: 20100302-04
• [学会発表] Formation of Alanine and Glycine Peptide under high pressure conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohtake T., Taniguchi H., Nakazawa H. and Kakegawa T.
  • 学会等名: Global Network Symposium
  • 発表場所: Akiu, Sendai
  • 年月日: 20100302-04
• [学会発表] 初期地球における海洋堆積物中でのアミノ酸の安定性と重合反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大竹翼, 谷口尚, 古川善博, 中沢弘基, 掛川武
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 生命起源に関する化学進化の問題点 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 第3回日本アストロバイオロジーネットワーク会議
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] 海洋堆積物の続成環境模擬実験における混合アミノ酸の重合と安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋拓人, 大竹翼, 古川善博, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 熊谷、埼玉
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Stability of amino acids and peptides during diagenesis on the early Earth (2010)
  • 著者名/発表者名: Otake, T., Taniguchi, T., Furukawa, Y., Nakazawa, H., and Kakegawa, T.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Tennesee, USA
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] ホウ素はバイオマーカーとなりうるか? :イスアからの報告 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 生命の起源・進化とディープカーボンサイクルとの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 初期地球における続成作用中のアミノ酸およびペプチドの安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大竹翼、古川善博、掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Pressure effects on peptide formation : implication to chemical evolution for origin of life (2010)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T.
  • 学会等名: AbSciCon Conference
  • 発表場所: Huston, USA
  • 年月日: 2010-04-26
• [学会発表] Synthesis of organic molecules by oceanic impacts on the early Earth (2010)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T., Nakazawa H.
  • 学会等名: AbSciCon Conference
  • 発表場所: Huston, USA
  • 年月日: 2010-04-26
• [学会発表] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
  • 学会等名: 日本アストロバイオロジーネットワーク年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20091122-23
• [学会発表] 初期地球における隕石衝突蒸発蒸気雲内部を想定した電気炉内反応実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鮫島太郎、古川善博、掛川武
  • 学会等名: 日本アストロバイオロジーネットワーク年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20091122-23
• [学会発表] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20090917-20
• [学会発表] Synthesis of organic molecules by oceanic impacts on the early Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T., Nakazawa H.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Davos, Swiss
  • 年月日: 20090621-26
• [学会発表] 初期地球における隕石衝突蒸発蒸気雲内部を想定した電気炉内反応実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鮫島太郎、古川善博、掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 20090516-21
• [学会発表] Lolid state reaction of valine peptide formation under high P and T conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro T., Furukawa Y., Nakazawa H. and Kakegawa T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 20090516-21
• [学会発表] 高温高圧条件でのメチオニンペプチドの重合実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕人、古川善博、掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 20090516-21
• [図書] 地球と生命. 地球環境と生物圏進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 掛川武・海保邦夫
  • 総ページ数: 1-125
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 古生物学辞典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 総ページ数: 109-111, 356-358, 880-882
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.es.tohoku.ac.jp/JP/