Unique phosphorous cycle on the early Earth

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現在と初期地球を含めた生物が行う化学反応能力の中で最も重要なのがエネルギー蓄積・運搬能力であり、AT P(アデノシン3リン酸)が担っている。初期地球の前生物世界でATPを 生成するためには岩石圏から リンを供給し、有機物と一体化させることが必要である。しかし初期地球におけるリンの供給源や元素サイクル、化学的状態に関しては不明のままである。本研究では,このリンの問題にフォーカスし研究を展開する。その中で初期地球表層環境中でリンが「特異的」元素循環を行い、その終着駅においてATP形成したことを示す。 研究を遂行するために、以下の4つの課題を設定し鉱物学・地球化学・合成有機化学を融合した研究を展開する。第１の課題は 前生物世界での特異的リン元素サイクルの解明である。特に大陸のなかった初期地球では海底の玄武岩がリンの元素循環のスタートであったことを示す。これは主に海外から採集された岩石試料の分析を通して行う。第２の課題では初期地球リン循環に対して隕石衝突の果たした役割を明らかにする。リン酸が還元的リンに変わりうることや、衝突で特有のリン鉱物を形成しうることを示す。この課題は名古屋大学との共同研究として行う。第３の課題の中で初期地球海水中に「リン酸」だけでなく「還元的リン」が存在していたのかを検証する。 さらに前生物的世界の堆積物内部リン再循環を通して、リン酸がリボースなどと反応し、AT Pが生成された可能性を実験的に実証するのが第４の課題である。これら研究を介して生命の起源に関する新しいシナリオを構築する。