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学部生に伝える研究最前線　岩の隙間に潜む原始生命から生命誕生の謎に迫る 岩の隙間に潜む原始生命から生命誕生の謎に迫る   鈴木 庸平（地球惑星科学専攻 准教授）     生命の起源の探求は，地球を飛び出し地球外にその答えを求める時代に突入している。特に，生命を構成する高分子（核酸やアミノ酸等）の生成過程に関しては，最先端の合成技術を駆使した実験に加えて，地球外物質に含まれる高分子の研究が進められている。地球外生命体の探査も，その発見により生命の起源に大きな制約を与えるため，火星や氷衛星の生命探査が計画も含めて進行している。地球で生命が誕生する上で，ある特定の物質が高分子の合成，細胞内と外界との仕切り，さらには細胞内における代謝と遺伝において，重要な役割を果たしたと考えられている。その物質とは岩石と水が反応して形成される粘土や金属硫化物であり，地球外物質からの生命探知においても主要なターゲットである。 地球の生命誕生当時に類似した環境に，粘土と金属硫化物に代表される生命誕生駆動物質が存在する場を「生命誕生場」と定義する。生命誕生当時は，光合成生物が誕生する前の時代で，光合成生物やその代謝産物である有機物や酸素の届かない現在の地球環境を想定する。これまで光合成由来の有機物や酸素の届かない地底に注目して研究を行っており，その成果として，粘土で充填された岩石亀裂中に，人間の腸内と変わらない程の高密度で生息する微生物の発見につながった（理学部ニュース 2020 年 52 巻 2 号「研究最前線」で紹介）。一方，金属硫化物は深海底熱水噴出孔で普遍的に形成し，金属硫化物から成る煙突状の構造物を成す。その構造物は金属硫化物チムニーと呼ばれ，その内部で生命が誕生した仮説が，教科書レベルで有力視される。 現在の地球では酸素に富む深層海水が浸透するため，形成直後は無酸素であった金属硫化物チムニー内部において，「生命誕生場」の条件が満たから生命誕生の謎に迫る岩の隙間に潜む始原生命されていない懸念があった。深海は光合成生物由来の有機物に欠乏するが，チムニー内部が無酸素状態に保たれているかを証明するのが，技術的課題であった。南部マリアナトラフの深海底熱水噴出孔から，無人潜水艇を用いて金属硫化物チムニーを採取し（図上），チムニー内部で微生物でも入り込めるかギリギリの狭い隙間を電子顕微鏡で観察した。その結果，銅まみれの極小微生物（細胞の大きさが 100 nm ＝ 1 mm の 1 万分の１）が密集する姿をとらえることに成功した（図中）。細胞周りの銅は結晶構造を持ち，その構造は酸素により速やかに溶ける性質があるため，隙間は無酸素状態で維持されていることを証明できた（図下）。DNA 配列に基づきチムニー内部に生息する微生物を系統分類した結果，粒界に生息する極小微生物は，普遍系統樹の根本で分岐するため，生命進化最初期に誕生した生命の直系子孫（理学部ニュース 2021 年 52 巻 5 号「理学の謎」で紹介）であることも判明した。 現在，ゲノム解読による詳細な生物情報の収集を進めており，始原的な微生物が語る「生命誕生場」の環境や初期生命進化の話に耳を傾けている。 本研究成果は，H. Takamiya et al. , Frontiers Microbiology（2022）に掲載された。 図：深海底熱水噴出孔で形成する金属硫化物チムニーの写真（上）と，その内部で発見された極小微生物の電子顕微鏡写真（中），チムニー内部に極小微生物が生息する様子のイラスト（下）   （2022年6月7日プレスリリース）   理学部ニュース2022年9月号掲載   学部生に伝える研究最前線>     News Press Releases 2024年 2023年 2022年 2021年 News 受賞・表彰 2024年 2023年 2022年 2021年 総長賞・学修奨励賞・研究奨励賞 受賞者一覧 お知らせ Features 理学部ニュース トピックス 2024年 2023年 2022年 2021年 理学エッセイ 理学のタマゴ 理学のススメ 未来へのとびら 理学の研究者図鑑 理学の謎 １+１から∞の理学 学部生に伝える研究最前線 理学の本棚 学生支援室よりみなさんへ・男女共同参画委員会よりみなさんへ 温故知新 英語で伝える科学 理学部見聞録 リガクル YouTubeチャンネル Events 理学部公開講演会 オープンキャンパス 高校生講座 女子中高生イベント 東京大学理学部ホームカミングデイ サイエンスカフェ 臨海実験所 植物園本園・分園 木曽観測所 過去に開催したイベント イベント通知メールの登録 サイエンスギャラリー イメージバンク 全て 建物 人 歴史 設備 教育 研究 物理学専攻 天文学専攻 地球惑星科学専攻 化学専攻 生物化学専攻 生物科学専攻 臨海実験所 植物園 地殻化学実験施設 天文学教育研究センター 数理科学研究科 学務からのお知らせ News Press Releases News 受賞・表彰 お知らせ Features 理学部ニュース リガクル YouTube Events サイエンスギャラリー イメージバンク 理学系について 研究科長からのご挨拶 憲章 組織 機構図・役職 窓口一覧(学内限定) 研究者 共有施設 理学図書館 小柴ホール・共通講義室 歴史 ロゴ 理学部概要・パンフレット 会議資料 教授会議事録 会議資料サイト(学内限定) 研究 最新の研究成果 専攻紹介 附属施設紹介 素粒子物理国際研究センター 研究倫理 入学案内 学部 アドミッションポリシー 学士入学 GSC 学部研究生 学部聴講生 奨学金 大学院 --> 大学院 アドミッションポリシー 修士課程 博士課程 GSGC 外国人特別選考 外国人研究生 大学院研究生 特別聴講学生 奨学金 教育 学部教育 お知らせ 学科紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 科目ナンバリング 授業評価アンケート 大学院教育 お知らせ 専攻紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 産学連携プラットフォーム 科目ナンバリング 国際 ダブルディグリープログラム 受入れプログラム 学生の声 UTRIP GSC GSGC その他プログラム 派遣プログラム 学生の声 SVAP UGRASP GRASP その他プログラム 支援 奨学金・経済的支援 就職情報・キャリア支援 キャンパスライフ 保健センター 学生支援室 育児支援室・休養室 ハラスメント相談体制 ダイバーシティ＆インクルージョン 男女共同参画室 バリアフリー支援室 国際支援 留学生 外国人研究者・教員 在学生向け留学情報 研究者の海外派遣情報 グローバル化支援(学内) ETHZとの戦略的パートナーシップ(SPUR) 研究科支援 研究支援総括室 情報システムチーム 技術部 広報室 環境と安全 環境安全管理室 放射線管理室 研究資金 卒業生・修了生 同窓会 各種証明書交付申請のご案内 寄付のご案内 基金紹介 寄付金の活用事例 寄付者からのコメント 社会貢献 --> 社会貢献 公募 アクセス お問い合わせ 撮影・取材について ポリシー サイトマップ facebook twitter YouTube instagram spotify © 2024 東京大学 大学院理学系研究科 広報委員会 ↑