アミノ酸の生成は「ガンマ線」がカギとなるのか

私は宇宙にはほとんど興味がないのですが、探査船はやぶさが持ち帰ったリュウグウにどんな物質が含まれているのかには注目していました。

ここにはあまり大きな分子は出なかったようですが、隕石の中には「炭素質コンドライト」と呼ばれる有機物を多く含んだものがあるようです。この炭素質コンドライトに含まれるアミノ酸はどのように生成されたかは長年の謎でした。

星間塵の分析ではアミノ酸のような高分子はめったに見つからず、単純な有機物が大部分を占めているため、アミノ酸はこれらの低分子化合物の化学反応によって生成したと考えられています。

それなりの量のアミノ酸が合成されるには、ある程度の熱と液体の水が必要であることが分かっています。この熱源の有力候補は、アルミニウムの放射性同位体「アルミニウム26」で半減期が約72万年ですので現在の太陽系にはほとんど存在していません。

アルミニウム26は崩壊熱だけでなく放射線のベータ線とガンマ線も放射します。この内ガンマ線はかなりのエネルギーを持つため、化学反応に影響した可能性がありますが、その点についての研究はほとんど行われてきませんでした。

横浜国立大学の研究チームは、炭素質コンドライトの化学反応に対してガンマ線がどのように影響したかを調べる実験を行いました。化学反応が進行する環境を再現するため、アンモニア、ホルムアルデヒド、メタノールといった低分子化合物を水に溶かしました。

これをガラス管に封入した後、アルミニウム26に代わるガンマ線源としてコバルト60を用意しガンマ線を照射しました。さまざまな時間と強度でガンマ線を照射した時、どのような物質が生成されているのかを分析しました。

その結果ガラス管内の溶液中ではさまざまな種類のアミノ酸が生成され、ガンマ線の強度や照射時間が増加するほど生成量も増加することが示されました。最大の20万グレイの条件では、炭素全体の0.14％がアミノ酸になっていることが分かりました。

分析の結果アラニン、グリシン、α―アミノ酪酸、グルタミン酸などのα‐アミノ酸やβ‐アラニンなどのβ‐アミノ酸が生成していることが分かりました。特にガンマ線の量と生成量が相関していたのは、アラニンおよびβ‐アラニンでした。

また炭素質コンドライトの1つであるマーチソン隕石に含まれるアラニン及びβ‐アラニンの量は、今回実験で生成された量とよく一致していました。

以上のように生命の基幹物質であるアミノ酸が太陽系の初期にできたことは確認できましたが、これが結合してタンパク質となるにはまだまだ先のことです。

やはり生命発生の謎は私が生きている間には解明されることはなそうです。