冥王代熱水系における二酸化炭素流体を用いた生体高分子合成実験
【研究キーワード】
化学進化 / アミノ酸 / 核酸 / 二酸化炭素流体 / 初期地球 / 高分子 / 核酸前駆体 / 高圧環境 / 相分離 / CO2流体 / 深海 / 界面化学 / 分子進化 / 深海熱水環境 / 生体高分子 / 脱水縮合反応
【研究成果の概要】
原始地球環境において生体関連高分子がどのように合成されるのかは「生命の起源」研究における重要課題である。生命システムは水中では熱力学的に準安定な核酸やアミノ酸の高分子（ポリマー）が関与していることから、本研究では深海熱水系近傍に溜まるCO2流体（液体/超臨界）の疎水性/親水性の２層環境に着目し小型高圧リアクターを用いて同環境を再現した。リアクター内でアミノ酸や核酸の構成因子の組み合わせに対する化学的変化を観察した結果、高温-高圧環境ではアミノ酸を含む反応溶液でペプチドとは異なる分子が合成され、また中温域では核酸前駆体とリン酸塩の組み合わせから極少量のヌクレオチド一リン酸の合成が示唆された。
【研究の社会的意義】
生命の起源の問題を考えることは、すなわち我々のルーツを探るという試みであり、その学術的意義は生命科学のみならず、人文科学や哲学といった分野にまで波及効果がある。本研究では、これまであまり注目されてこなかった初期地球環境に存在していたであろう深海の化学反応場を実験室内で再現し、これまで有機物の高分子化に重要な脱水反応が進む陸地を想定した環境とは異なる条件で初めて化学進化実験を行うことができた。同時に地球科学、有機化学、分析化学をまたがるような学際的研究を展開したことにより学術分野の発展に少なからず寄与することができたと考える
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【配分額】5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)