有機分子の起源:微惑星・隕石海洋爆撃による大量生成説の検証実験

有机分子的起源：星子/陨石海洋轰击量产理论验证实验

基本信息

批准号：
21340162
负责人：
中沢弘基
金额：
$ 7.9万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

生命起源に関する「有機分子ビッグバン説」(中沢、2006*)を実験的に証明するのが本研究の第一の目的である。そこで(1a)隕石海洋衝突を模擬した衝撃実験と、(1b)衝突蒸発雲を想定したガスー鉱物反応実験を行った。第二の目的は、生成したアミノ酸がタンパク質になる過程は海洋ではなく海底堆積物中で進行した、とする「生命の地下発生説(中沢、2006*)」を証明するために、(2a)グリシン、アラニンなど単独のアミノ酸および(2b)複数アミノ酸混合物を地下の高温高圧に相当する条件で処理する実験を行った。(1a)はNIMSの衝撃圧縮実験装置を用いた衝突再現実験、(1b)は東北大学における衝突蒸発雲内部を模擬するガス・固体反応実験である。それらの生成物は東北大学のLC-MSとGC-MSを用いて分析され、アミノ酸やカルボン酸など既に報告した分子種に加えて、低分子有機分子(メタン、エタン、ベンゼンなど炭化水素、およびメタノールなど)が生成されることが明らかとなり、衝突蒸気雲内部での反応がかなり解明された。(2a)の実験は、NIMSのベルト型高圧発生装置を用いて行われ、いかなる触媒も用いずにグリシンやアラニンが5量体までペプチド化すると共に、それらのアミノ酸やベプチチドが安定に存在し続けるためには堆積物中にアンモニアが多量に存在する環境が必要であることが判明した。この条件は40～38億年前にはあり得るので、(1a),(1b),(2a)の一連の研究によって、生命の起源に至る化学進化の道筋が相当に明らかとなった。(2b)の実験は東北大学のオートクレープおよびピストンシリンダー高圧発生装置で行われ、2種以上のアミノ酸の混合物では、単純系で生成されなかったペプチドが高温高圧状態で生成されることが明らかとなった。これらの成果は、論文として投稿中であり、国際学会(AbSciConやGoldschmidt会議など)ではすでに公表された。(*中沢弘基「生命の起源・地球が書いたシナリオ」新日本出版2006)

这项研究的主要目的是通过实验证明关于生命起源的“有机分子大爆炸理论”（Nakazawa，2006*）。因此，我们进行了（1a）模拟陨石海洋撞击的撞击实验和（1b）模拟撞击蒸发云的气体-矿物反应实验。第二个目的是证明“生命地下起源假说（Nakazawa，2006*）”，该假说指出将产生的氨基酸转化为蛋白质的过程不是发生在海洋中，而是发生在海底沉积物中（2a）。我们进行了实验，在相当于地下高温高压的条件下处理甘氨酸和丙氨酸等单一氨基酸以及(2b)多种氨基酸的混合物。 (1a)是使用NIMS冲击压缩实验设备进行的碰撞模拟实验，(1b)是在东北大学模拟碰撞蒸发云内部的气固反应实验。这些产物在东北大学使用 LC-MS 和 GC-MS 进行分析，除了之前报道的分子种类（例如氨基酸和羧酸）之外，还分析了低分子有机分子（碳氢化合物，例如甲烷、乙烷和苯，以及很明显，产生了气体（例如甲醇），并且碰撞蒸气云内部的反应在很大程度上得到了阐明。实验(2a)是使用NIMS的带式高压发生器进行的，在不使用任何催化剂的情况下将甘氨酸和丙氨酸肽化成五聚体，并且发现这些氨基酸和肽持续稳定存在的环境。沉积物中存在大量氨是发生这种情况所必需的。由于这种情况在 4.0 至 38 亿年前是可能的，因此一系列研究 (1a)、(1b) 和 (2a) 显着阐明了导致生命起源的化学演化路径。实验（2b）是在东北大学的高压釜和活塞缸高压发生器中进行的，结果表明，在两种或多种氨基酸的混合物中，在高温和高温下产生了在简单系统中无法产生的肽。高压条件。这些结果目前正在以论文形式提交，并已在国际会议（AbSciCon、Goldschmidt 会议等）上发表。（*中泽宏树《生命的起源：地球书写的情景》新日本出版社2006年）