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» 2020年03月19日 15時00分 公開

医療技術ニュース:生命誕生の基になる可能性のある有機物の合成反応を実証

産業技術総合研究所は、鉱物を触媒として用いて、水素と二酸化炭素からギ酸やメタンなどの有機物が合成できることを発見し、この反応によってできた有機物が生命誕生の基になる可能性を提案した。

[MONOist]

 産業技術総合研究所(産総研)は2020年3月3日、鉱物を触媒に用いて、水素(H2)と二酸化炭素(CO2)からギ酸やメタンなどの有機物が合成できることを発見したと発表した。この反応によってできた有機物が、生命誕生の基になった可能性を提案した。

キャプション 発見した反応の概要(クリックで拡大) 出典:産総研

 研究では、グライガイト(Fe3S4)、マグネタイト(Fe3O4)、アワルイト(Ni3Fe)の3種の天然鉱物を、H2によるCO2の還元反応の触媒として使用した。原始の地球環境を模したさまざまな条件下で、これらの鉱物と共にH2、CO2、水を反応させたところ、100℃以下の温和な条件で、初期生命を作り出す基になったと考えられる多様な有機物が合成できた。この反応は、最も原始的な生物とされるメタン菌や酢酸生成菌などの微生物が行っている還元的アセチルCoA経路と基本原理が類似している。

キャプション 原始的な微生物が持つ代謝(左)と、鉱物によるCO2還元反応(右)の類似性(クリックで拡大) 出典:産総研

 生命は有機物で作られているが、誕生する際にどのように有機物ができたのかについては明らかになっていない。熱水噴出孔では、H2によるCO2が継続して供給されるため、鉱物を触媒としたCO2の還元反応により、段階的に複雑な有機物の合成が可能と考えられている。しかし、これまでは数百℃以上の過酷な反応条件でのみ、反応が実証されていた。

キャプション 熱水噴出孔で作られる3種類の天然鉱物と、それらが触媒となるCO2からの有機物合成反応(クリックで拡大) 出典:産総研

 今回、研究グループが温和な条件での有機物の合成に成功したことは、H2、CO2、水が豊富にある熱水噴出孔で初期生命の基になる有機物ができたという仮説を支持する。研究グループは今後、今回発見したCO2還元反応系で、より分子量の大きい生体分子の合成が可能か検証する予定だ。

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