Study on chemical evolution by simulation experiments regarding the plasma processes and hydrothermal conditions with minerals under the Hadean Earth environments

本研究は，A:多段化学進化装置(Multi-HF)の開発，B:アミノ酸原料からタンパク質までの化学進化の解析，C:塩基・糖・リン供給源からのRNAまでの化学進化の解析，D:原始タンパク質と原始RNAの機能解析，E:計算化学による評価，の5項目からなる。令和3年度（研究課題の3年目）後半から、本課題の研究協力者であるM.-C. Maurel教授の所属するSorbonne大学（フランス）において研究活動を行うため、本課題を中断し、令和4年度11月に再開手続きをとり、研究を再開・継続した。研究再開までに、項目Aを完了したので、研究再開後は項目BおよびCに取りかかった。項目Bについては、研究分担者とともに、ナノパルス放電プラズマを用いるペプチド合成過程を研究した。従来はペプチド生成においてジペプチド（2量体）が環化しジケトピペラジン（DKP）が生成すると、それ以上のペプチド伸長が起こらなかった。一方、我々はDKP自身がプラズマを照射することによってDKPが開環しペプチド生成が起こることを発見した。これについて論文を公表した。一方、超音波照射によっても局所的プラズマ発生場を期待できるため、超音波照射によって同様にしてDKPからのペプチド生成を調べた。超音波の周波数（200k Hz, 430 kHz, 950 kHz）、出力（10-95 W）、照射時間（0-3 h）などをパラメーターとして、照射実験を行った。これらの生成物を、高速液体クロマトグラフで分析した結果、原料のDKP以外に、オリゴペプチドの標準品に近い保持時間を持つ生成物があることを確認した。

本研究は，A:多段化学進化装置(Multi-HF)の開発，B:アミノ酸原料からタンパク質までの化学進化の解析，C:塩基・糖・リン供給源からのRNAまでの化学進化の解析，D:原始タンパク質と原始RNAの機能解析，E:計算化学による評価，の5項目からなる。令和3年度（研究課題の3年目）後半から、本課題の研究協力者であるM.-C. Maurel教授の所属するSorbonne大学（フランス）において研究活動を行うため、本課題を中断し、令和4年度11月に再開手続きをとり、研究を再開・継続した。研究再開までに、項目Aを完了したので、研究再開後は項目BおよびCに取りかかった。項目Bについては、研究分担者とともに、ナノパルス放電プラズマを用いるペプチド合成過程を研究した。従来はペプチド生成においてジペプチド（2量体）が環化しジケトピペラジン（DKP）が生成すると、それ以上のペプチド伸長が起こらなかった。一方、我々はDKP自身がプラズマを照射することによってDKPが開環しペプチド生成が起こることを発見した。これについて論文を公表した。一方、超音波照射によっても局所的プラズマ発生場を期待できるため、超音波照射によって同様にしてDKPからのペプチド生成を調べた。超音波の周波数（200k Hz, 430 kHz, 950 kHz）、出力（10-95 W）、照射時間（0-3 h）などをパラメーターとして、照射実験を行った。これらの生成物を、高速液体クロマトグラフで分析した結果、原料のDKP以外に、オリゴペプチドの標準品に近い保持時間を持つ生成物があることを確認した。