Consistent Scenario from Formation and Evolution of Interstellar Organic Molecules to Their Delivery to the Primitive Earth

从星际有机分子的形成和演化到传送到原始地球的一致情景

基本信息

  • 批准号:
    14340170
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Objectives of the present study are to perform integrated experiments including formation, alteration (evolution) and delivery of interstellar organic compounds, and to evaluate the roles of extraterrestrial organic compounds in chemical evolution toward origins of life.A mixture of methanol (or carbon monoxide), ammonia and water was irradiated with high energy protons, γ-rays, or heavy ions. It was proved that the resulting products were "complex organic compounds" with molecular weights of several thousands by gel filtration chromatography and by pyrolysis-GC/MS. A wide variety of amino acids were detected when the products were acid-hydrolyzed. Heavy ions gave higher G-values (energy yields) of glycine than γ-rays. The G-value of glycine from frozen mixture of methanol, ammonia and water at 77 K was almost the same as that from the liquid mixture at room temperature.Free amino acids and bounded amino acids (protein (HSA) and abiotically-formed amino acid precursors (CAW)) were irradiated with γ-rays or heavy ions. Bounded amino acids showed much higher stability than free amino acids against radiation. The molecular weight of CAW changed little after irradiation, which showed high stability of interstellar complex organic compounds in space environments. The CAW also showed higher stability against high-velocity impact with a rail gun, and against heat with a supercritical water flow reactor than free amino acids.It was concluded that (i)complex amino acid precursors with high molecular weight can be formed in interstellar environments, (ii)they were more stable than free amino acids against radiation, shock and heat, and (iii)such complex organics were probable sources for generation of life on the Earth. We are planning to study possible evolution of such complex interstellar molecules in meteorite matrix.
本研究的目的是进行包括星际有机化合物的形成、变化(演化)和输送在内的综合实验,并评估外星有机化合物在迈向生命起源的化学演化中的作用。高能质子、γ射线或重离子辐照了甲醇(或一氧化碳)、氨和水的混合物。经凝胶过滤层析和裂解-GC/MS鉴定,产物为分子量几千的复杂有机化合物,酸解产物中含有多种氨基酸。重离子对甘氨酸的G值(能量产额)高于γ射线。用γ-射线或重离子辐照游离氨基酸和结合氨基酸(蛋白质和非生物形成的氨基酸前体),得到77K下冷冻的甲醇、氨和水混合物中甘氨酸的G值与室温下液体混合物中甘氨酸的G值基本相同。结合氨基酸表现出比游离氨基酸更高的抗辐射稳定性。辐照后CAW的相对分子质量变化不大,表明星际有机络合物在空间环境中具有较高的稳定性。CAW还表现出比游离氨基酸更高的稳定性,在轨道炮下抵抗高速撞击,在超临界水流反应堆中抵抗热。结论是:(I)高相对分子质量的复合氨基酸前体可以在星际环境中形成,(Ii)它们比游离氨基酸更稳定,不受辐射、冲击和热的影响,(Iii)这种复杂有机物可能是地球上生命产生的来源。我们正计划研究陨石基质中这种复杂星际分子的可能演化。

项目成果

期刊论文数量(52)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Formation of Amino Acids from Possible Interstellar Media by γ-rays and UV irradiation.
通过 γ 射线和紫外线照射从可能的星际介质中形成氨基酸。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2002
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Takano;H.Masuda;T.Kaneko;K.Kobayashi
  • 通讯作者:
    K.Kobayashi
高野淑識: "γ線照射による遊離態および結合態アミノ酸の安定性と星間有機物"東京大学原子力総合センターシンポジウムプロシーディング. 11(印刷中). (2003)
Yoshiki Takano:“γ 射线照射下的游离和结合氨基酸和星际有机物的稳定性”,东京大学原子能中心研讨会论文集 11(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Experimental Verification of Photostability for Free and Bound Amino Acids Exposed to g-rays and UV Irradiation
暴露于 g 射线和紫外线照射的游离和结合氨基酸的光稳定性的实验验证
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Takano
  • 通讯作者:
    Y.Takano
Reactions of Amino Acids with a Newly Constructed Supercritical Water Flow Reactor Simulating Submarine Hydrothermal Systems.
氨基酸与模拟海底热液系统的新建超临界水流反应器的反应。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Md.N.Islam;T.Kaneko;K.Kobayashi
  • 通讯作者:
    K.Kobayashi
金子竹男: "レールガン衝突によるアミノ酸の合成と反応"平成14年度スペース・プラズマ研究会プロシーデイング. 79-82 (2003)
Takeo Kaneko:“轨道炮碰撞的氨基酸合成和反应”2002 年空间等离子体研究小组论文集 79-82 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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Life Explorations for Biosignatures in Space
太空生物特征的生命探索
  • DOI:
    10.2116/bunsekikagaku.70.309
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.2
  • 作者:
    YOSHIMURA Yoshitaka;ENYA Keigo;KOBAYASHI Kensei;SASAKI Satoshi;YAMAGISHI Akihiko
  • 通讯作者:
    YAMAGISHI Akihiko
OKEANOS:ソーラー電力セイルによる木星トロヤ群小惑星の探査とさらなる遠方への挑戦
OKEANOS:利用太阳能帆探索木星特洛伊小行星以及进一步小行星的挑战
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    YOSHIMURA Yoshitaka;ENYA Keigo;KOBAYASHI Kensei;SASAKI Satoshi;YAMAGISHI Akihiko;岡田 達明,(19名),熊本篤志,(22名)
  • 通讯作者:
    岡田 達明,(19名),熊本篤志,(22名)

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Formation mechanisms of amino acids in simulated interstellar media by high-energy particles irradiation
高能粒子辐照模拟星际介质中氨基酸的形成机制
  • 批准号:
    24654181
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 8.38万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Formulation of Evolution Scenario from Interstellar Organics to Life-Building Molecular Systems by Simulation Experiments and Analysis of Meteorites
通过模拟实验和陨石分析制定从星际有机物到生命构建分子系统的演化场景
  • 批准号:
    17204050
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 8.38万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Organic Synthesis in Simulated Submarine Hydrothermal Vent Environments by Using a Supercritical Water Flow-Reactor
使用超临界水流反应器在模拟海底热液喷口环境中进行有机合成
  • 批准号:
    11640488
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 8.38万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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