新しい研究は、RNAにとって重要な壊れやすい糖であるリボースが、初期の地球でのRNA自身の生存を維持するのに役立っていた可能性があることを示唆している。研究者らは、リボースがホウ酸塩鉱物の溶解を助け、リボースを保護するためにホウ素を利用できるようにすることを発見し、生命が誕生する前に双方向の化学関係があった可能性を明らかにした。
公開日 – 2026 年 9 月 30 日、11:51
シドニー: 生命は他の場所にも存在するのでしょうか、それとも地球は宇宙の中で唯一のものなのでしょうか?これは人類の大きな未解決の質問の 1 つです。
この謎に対処する 1 つの方法は、地球上で生命がどのように始まったかを調査することです。私たちの研究では、分子の混合物が何らかの形で化学から生物学に変化する条件を調査します。
Scientific Reports に掲載された新しい研究で、私たちはこのプロセスの考えられるステップの 1 つに新たな光を当てました。それは、宇宙から来た壊れやすい砂糖が、どのようにして地球上で自らの生存条件を作り出すのに役立ったのか、最終的には生命の最も重要な分子の 1 つの骨格となった可能性があるということです。
人生の始まりを再現する
科学者たちは、生命は水、鉱物、炭素を含む分子の複雑な混合物、つまりことわざの原始スープから生じたと信じています。これらの混合物は海、湖、または温泉に存在した可能性があります。これらは、温度の変化、水の流れ、鉱物表面、蒸発によって形成され、ますます複雑な化学が発展する可能性のある条件を作り出したと考えられます。
研究者は、多くの場合、精製された化学物質や慎重に制御された混合物を使用して、これらのプロセスを実験室で再現しようと試みます。この状況は、個々の反応を分離し、変数を排除するのに役立ちますが、自然界の「乱雑な」化学における重要な相互作用を見逃す可能性があります。
これらの実験で研究される分子の 1 つは RNA です。 RNA は現代の生物における遺伝情報の保存と使用において重要な役割を果たしており、生命の起源と初期の進化において重要であったと考えられています。
しかし、RNAはなかなか形成されません。その分子骨格にはリボースと呼ばれる壊れやすい糖が含まれています。加熱すると、テーブルシュガーがキャラメルに変化するのと同じように、リボースは茶色のネバネバに分解されます。
リボース分子を保護できるものの 1 つは、ホウ素元素です。ホウ酸塩（ホウ素、酸素、水素を含む分子）の形でリボースに結合し、その分解を防ぎます。
この効果を調査する実験では、精製された成分の単純な組み合わせがよく使用されます。私たちと同僚は、古代の岩石、鉱物、化石についての知識に基づいて、これらの実験をより現実的なものにしようと試みました。
プガ温泉
また、生命が始まった場所に似ていると思われる現代の環境も研究します。そのうちの 1 つは、ヒマラヤ山脈の高地にあるインドのプーガにある温泉地です。
プガの水にはホウ素が多量に含まれているため、ホウ酸塩の塊が足元で雪のようにカリカリと音を立てます。それでも、これらの水には、精製された成分に基づくいくつかの実験室実験で使用されるホウ素濃度の数パーセントしか含まれていません。
それは、ホウ素を含む鉱物は水に溶けにくいことが多いためです。その代わりに、プガのホウ酸塩の地殻のように、それらは沈殿して結晶を形成し、生命の起源に関与すると考えられている化学反応のために水中に残るホウ素やその他の元素が少なくなります。
それでは、これらの古代の環境には本当に高濃度のホウ素が溶解していた可能性があるのでしょうか?
双方向の関係
プーガのホウ酸塩地殻を含む本物の鉱物を使った新しい研究で、我々はリボース自体が、生命が誕生する前に地球の液体中にどれほど高濃度のホウ素が存在していたのかを説明するのに役立つことを示した。
私たちは、リボースがホウ酸塩鉱物の溶解を助け、固体粒子の形成を阻害することを発見しました。これは、より多くのホウ素が水中に溶解したまま残り、化学反応に利用できることを意味します。
この新しい研究は、双方向の関係を示唆しています。ホウ酸塩はリボースを分解から保護し、リボースはホウ酸塩を溶解して利用可能な状態に保つのに役立ちます。
生前の世界
生命が最初に誕生したと考えられている40億年前、地球は今日とは大きく異なった姿をしていたでしょう。大気中には酸素がほとんどなく、火山活動がさらに活発になり、まばらな火山景観と鉄分が豊富な緑の海が形成されたでしょう。
若い太陽系からの強力な流星群が地球に衝突した可能性があります。これらの隕石は、水や炭素化合物などの分子を宇宙から地球に運んだと考えられます。
研究者らは、この初期の砲撃中に毎年約100万トンの炭素が到達した可能性があると推定している。 1969 年にビクトリア州に落下したマーチソン隕石は、それがどのようなものであったかを示唆しています。
破片を集めていた地元住民は、隕石に含まれる炭素含有化合物から強い灯油のような臭いがしたと報告した。それ以来、科学者たちは他の糖とともにその内容物の中からリボースを特定しました。
微生物が存在しない場合、炭素含有分子は供給が化学的分解を超えた場所に蓄積する可能性があります。たとえば、浅い湖やプールでの蒸発により、宇宙からの有機分子が濃縮されて、豊富な化学スープが生成される可能性があります。
原初のスープ、オン・ザ・ロック
生命の起源に関する多くの研究では、ミネラルがこれらのスープの化学反応をより複雑にするのにどのように役立ったかが調査されています。私たちの研究は、スープが初期地球の鉱物にどのような影響を与えたかを明らかにしています。
そうでなければ鉱物の地殻を形成して埋もれていたはずのホウ素の一部は、原始の湖やその他の水に溶解したまま残っている可能性があります。これにより、地球の表面で形成される鉱物の種類が変わった可能性があります。
リボース自体はおそらく比較的まれでした。しかし、エチレングリコールやグリセロールなどの他の分子もホウ酸塩と結合します。
天然の鉱物堆積物に対するそれらの影響には試験が必要ですが、糖と他の鉱物の間の既知の相互作用はより幅広い可能性を示唆しています。地球の岩石に豊富に含まれるケイ素やカルシウムなどの元素も、炭素分子と相互作用します。これは、原始的な炭素を含むスープが他の鉱物や岩石の形成に影響を与えた可能性があることを示唆しています。
現在、生物は生物鉱物化を通じて貝殻やサンゴの骨格を構築することで地質を形成しています。私たちは、地球上に生命が存在する前から、無生物の炭素分子が鉱物の形成に影響を与え始めていた可能性があると提案します。
これらの相互作用が風景全体を再形成したかどうかは未解決の問題のままです。しかし、それらを探索することは、科学者が私たちの遠い過去の異世界についての仮説を検証し、私たちの起源を調査する実験を改善し、他の場所で生命が発生する可能性のある場所をよりよく理解するのに役立ちます。