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2023 年度 実績報告書

原始地球上での核酸合成に関する新展開:地球外からの材料供給の可能性に迫る

研究課題

研究課題/領域番号 21H04501
研究機関北海道大学

研究代表者

大場 康弘  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (00507535)

研究分担者 高野 淑識  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), センター長代理 (80399815)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワード核酸塩基 / 地球外物質 / 生命の起源 / 化学進化
研究実績の概要

代表的な炭素質隕石であるマーチソン隕石から,生命の遺伝子の構成成分,核酸塩基を効率的に抽出するために,マーチソン隕石粉末から塩酸で煮出す手法を開発した。110℃の6M塩酸で12時間加熱し,上澄みを回収した。回収した上澄みは陽イオン交換カラムクロマトグラフィ-で分画され,無機金属イオンなど夾雑物が除去された。生成した抽出液は液体クロマトグラフ―超高分解能質量分析計で分析され,シトシン,ウラシル,アデニン,グアニン,チミンすべてが検出された。検出濃度は水のみを用いた抽出よりも数倍高く,本手法が微量地球外サンプルからの抽出法として理想的だとわかった。
2023年9月に小惑星ベヌーから回収されたサンプルが地球に帰還し,同サンプル中核酸塩基を分析する前に,回収サンプルの立体構造分析等での利用が検討されている,X線トモグラフィーが試料中有機物にどのような影響を与えるか,実際の炭素質隕石を用いて検証した。均一に粉末化したマーチソン隕石を等分し,一方に~180GyのX線を暴露し,もう一方は比較用として同操作はおこなわなかった。これら2種の隕石に含まれる核酸塩基を分析すると,それらの種類や存在量に大きな違いは見られず(5%以内),X線暴露の影響は無視できることが明らかになった。
小惑星ベヌーで回収されたサンプルの予備分析で,窒素を含む有機化合物が多いことがわかり,本来予定になかったサンプル(~18mg)が我々の分析チームに配分された。上記分析法を駆使し,ベヌーサンプル中から核酸塩基を含む多様な窒素複素環化合物を検出することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の予定では23年度中の分析は不可能と思われた小惑星ベヌーサンプルが配分され,大きな問題点なく分析が遂行できたため。

今後の研究の推進方策

小惑星ベヌーサンプルに含まれる核酸塩基など窒素複素環化合物を網羅的に解析する。さらに,24年夏以降に予定されているサンプル配分(~0.6g)の本番を見据え,分析環境の再確認,およびサンプル到着後の分析を効率的に遂行する。分析結果と小惑星リュウグウ・炭素質隕石分析結果や模擬実験結果と比較し,地球外物質中核酸塩基の生成メカニズム解明に資する。成果を速やかに論文にまとめ,準備が整い次第公表する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NASA(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASA
  • [国際共同研究] CSIC/INTA(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CSIC/INTA
  • [雑誌論文] Abundant extraterrestrial purine nucleobases in the Murchison meteorite: Implications for a unified mechanism for purine synthesis in carbonaceous chondrite parent bodies2024

    • 著者名/発表者名
      Koga Toshiki, Takano Yoshinori, Oba Yasuhiro, Naraoka Hiroshi, Ohkouchi Naohiko
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 365 ページ: 253~265

    • DOI

      10.1016/j.gca.2023.10.024

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating the impact of x‐ray computed tomography imaging on soluble organic matter in the Murchison meteorite: Implications for Bennu sample analyses2024

    • 著者名/発表者名
      Glavin Daniel P., et al.
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: 59 ページ: 105~133

    • DOI

      10.1111/maps.14111

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The spatial distribution of soluble organic matter and their relationship to minerals in the asteroid (162173) Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi Minako, et al.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 ページ: 73

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01792-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ryugu asteroid sample return provides a natural laboratory for primordial chemical evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Oba Yasuhiro,Takano Yoshinori, Dworkin Jason P., Naraoka Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 3107

    • DOI

      10.1038/s41467-023-38518-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical evolution of primordial salts and organic sulfur molecules in the asteroid 162173 Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Toshihiro, et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 5284

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40871-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of the Branching Ratio of CH<sub>3</sub>OH + OH Reaction on Water Ice Surface at 10 K2023

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi Atsuki, Hidaka Hiroshi, Sameera W. M. C., Oba Yasuhiro, Watanabe Naoki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 960 ページ: 90

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acfb82

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Polycyclic aromatic hydrocarbons in samples of Ryugu formed in the interstellar medium2023

    • 著者名/発表者名
      Zeichner Sarah S., et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 382 ページ: 1411~1416

    • DOI

      10.1126/science.adg6304

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Experimental Approaches for Reproducing the Distribution of N-Heterocyclic Molecules in Carbonaceous Asteroids2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba, T. Koga, Y. Takano, N. Naraoka
    • 学会等名
      Solar System Symposium 2024
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素質小惑星Bennuに含まれる窒素複素環化合物について2024

    • 著者名/発表者名
      大場康弘, 古賀俊貴,高野淑識,奈良岡浩,A. Mojarro, J. P. Dworkin, D. P. Glavin
    • 学会等名
      次世代アストロケミストリー第4回全体集会
  • [学会発表] Detection of nucleobases in extraterrestrial materials using liquid chromatography coupled with ultra high-resolution mass spectrometry2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Oba
    • 学会等名
      JpGU2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical evolution from molecular clouds to star-forming regions, and beyond2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Oba
    • 学会等名
      Chemical Processes in Solar-type Star Forming Regions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Organic molecules in the asteroid Ryugu and their potential formation pathways2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Oba
    • 学会等名
      Sapporo-Colombo-Gothenburg Astrochemistry Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素質小惑星リュウグウに存在する窒素複素環化合物の分布2023

    • 著者名/発表者名
      大場康弘,古賀俊貴,高野淑識,奈良岡浩
    • 学会等名
      第40回有機地球化学シンポジウム
  • [学会発表] Chemical evolution from the interstellar medium to the solar system: Insight from the analysis of asteroidal materials2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba
    • 学会等名
      ISM2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究室個人ホームページ

    • URL

      http://www2.lowtem.hokudai.ac.jp/astro/oba/index1.html

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公開日: 2024-12-25  

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