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2013 Fiscal Year Annual Research Report

初期地球環境が作り出した前生物的有機圏

Research Project

Project/Area Number 24244084
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

掛川 武  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60250669)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古川 善博  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00544107)
関根 利守  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70343829)
Project Period (FY) 2012-05-31 – 2015-03-31
Keywords生命起源 / リボース / アミノ酸 / 初期地球 / ペプチド / 衝撃
Research Abstract

生命起源に関する前生物的有機分子生成実験を初期地球の情報を生かしながら取り組むことが本研究課題の目的である。具体的には初期地球環境で最も頻繁に起った鉱物・水反応(隕石衝突、海洋堆積物続成作用など)に着目し最新鋭の分析機器を導入し、本組織でしか行えない実験を行う。25年度は一段式火薬銃を用いた衝撃圧縮実験、ガスフローラインによる衝突蒸気雲再現実験、高圧炉によるペプチド生成実験、高アルカリ条件でのリボース生成実験を行った。衝撃時のアミノ酸生成実験では、複数のアミノ酸同時生成に世界で初めて成功し、グリシンがアラニンに変わるなど他のアミノ酸への変換反応も確認した。(東北大と広島大)。さらに衝突蒸気雲内部(1000℃、数Pa)においてもガス/鉱物反応によって生成されるガス相を同定し、有機分子生成条件が整っている事が証明され論文として公表した(東北大)。モンモリロナイトなどの粘土鉱物を介して高圧高温(20MPa, 80℃)でグリシンなどのアミノ酸がペプチドになる条件も新たに見いだした(東北大)。ホウ酸存在下でリボースが生成され、他の糖に比べて安定性が増す事が初めて実験的に証明し、論文として公表した(東北大)。これら一連の実験は東北大学で提唱してきた「地球環境が生命材料物質を作った」とする説を支持するものであり、本研究課題が着実に目的を達成していることを示している。研究成果の一部は国際学会、国内学会(招待講演含む)で発表し、国際誌に発表した。特に世界トップレベルのゴードン会議にキーノートスピーカーとして招待された事は、本研究での研究成果が世界的に注目を集めている証である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

概ね目的を達成してきており、25年度中に主要な国際学会で成果を発表して来ている。またガスフロー実験の成果はIcurusにリボースの実験成果はOrigi of Life and Evolution of Biosphers の国際雑誌に出版した。衝撃実験の成果の一部は論文として投稿している。

Strategy for Future Research Activity

現在、目的通りに研究は進んでいる。研究支援者を雇用するなどして実験の効率化をはかることを検討している。

  • Research Products

    (17 results)

All 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Experimental investigation of reduced volatile formation by high-temperature interactions among meteorite constituent materials, water, and nitrogen2014

    • Author(s)
      Furukawa Y., Samejima T., Nakazawa H., Kakegawa T.
    • Journal Title

      ICARUS

      Volume: 231 Pages: 77,82

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2013.11.033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks2014

    • Author(s)
      Ohtomo Y., Kakegawa T., Ishida A., Nagase T., Rosing MT.
    • Journal Title

      NATURE GEOSCIENCE

      Volume: 7 Pages: 25,28

    • DOI

      10.1038/NGEO2025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Stabilization of ribose by borate2013

    • Author(s)
      Furukawa Y., Horiuchi M., Kakegawa T.
    • Journal Title

      Origin of Life and Evolution of Biospheres

      Volume: 43 Pages: 353,361

    • DOI

      10.1007/s11084-013-9350-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 隕石海洋衝突と有機物合成:生命起源のきっかけ2013

    • Author(s)
      掛川武
    • Journal Title

      噴流工学

      Volume: 30 Pages: 1,3

  • [Presentation] Effects of borate on the stabilization of pentoses2014

    • Author(s)
      Y.Furukawa
    • Organizer
      Gordon Conference
    • Place of Presentation
      Huston, USA
    • Year and Date
      20140116-20140116
    • Invited
  • [Presentation] リボースの安定性に対するホウ酸およびケイ酸の影響2013

    • Author(s)
      古川善博、堀内真愛、新田祥子、掛川武
    • Organizer
      地球化学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130913-20130913
  • [Presentation] Formation of glycine from carboxylic acid and ammonia by shock conditions: implication to chemical evolution in primitive oceans2013

    • Author(s)
      C. Suzuki, Y. Furukawa, T. Kobayashi, T. Sekine, T. Kakegawa
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      20130830-20130830
  • [Presentation] Effects of glycine on oligomerization of methionine under high temperature and high pressure2013

    • Author(s)
      R. Huang, Y. Furukawa, and T. Kakegawa
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      20130830-20130830
  • [Presentation] Effects of oxide ions on the stabilization of pentoses2013

    • Author(s)
      Y.Furukawa, M.Horiuchi, S.Nitta, T.Kakegawa
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      20130829-20130829
  • [Presentation] 衝撃波を用いたカルボン酸およびアンモニアからのアミノ酸合成2013

    • Author(s)
      鈴木千月香、古川善博、小林敬道、関根利守、掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-50130521
  • [Presentation] 地球が生み、地球が育てた生命2013

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
    • Invited
  • [Presentation] 38億年前のグラファイトのSTEMのよる観察2013

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
    • Invited
  • [Presentation] リボースの安定性に対するホウ酸の影響2013

    • Author(s)
      古川善博、堀内真愛、掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
  • [Presentation] 高温高圧下でのメチオニン重合に対するグリシン及びその分解物の影響: 海洋堆積物内における化学進化の可能性2013

    • Author(s)
      黄叡、古川善博、掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
  • [Presentation] モンモリロナイト-グリシン-水混合物を用いた開放系における加圧加熱実験2013

    • Author(s)
      小口健太郎、古川善博、掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
  • [Presentation] 隕石海洋衝突によるアラニンの化学進化と酸素分圧の影響2013

    • Author(s)
      梅田悠平、関根利守、古川善博、掛川武、小林敬道
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521
  • [Presentation] 五炭糖の分解速度に対するケイ酸の影響2013

    • Author(s)
      新田祥子、古川善博、掛川武
    • Organizer
      地球惑星連合大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉
    • Year and Date
      20130521-20130521

URL: 

Published: 2015-05-28  

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