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2016年01月10日00:42

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ピロリ菌の祖先は>熱水孔細菌<生命は海底の熱水噴出孔から生まれた?<熱水噴出孔かどうやってヒトの胃の中に移住したのだろうか

生命は海底の熱水噴出孔から生まれた?

文:長沼 毅


プロセスから場所へ

約40億年前の「地球生命の起源」では以下のようなプロセスが大筋で受け入れられている:原始地球ではメタン、硫化水素、アンモニア、水素などの還元的物質が豊富に存在し、それらが高温・高圧下で反応して生体分子がつくられ、鉱物表面で重合して高分子化し、紫外線が遮断された環境で細胞化した。 では、原始地球におけるその現場はどこだったのか? 約20年前に発見された海底熱水噴出孔はまさにその現場を想起させた。 地球生命は熱水噴出孔で生まれたという説は、今や高校生物の参考書でも紹介されている。 生命の起源研究は文字通り‘地に足のついた’議論をできる段階に入ったのだ。

なぜ熱水噴出孔なのか?

1953年、米国のミラーは原始地球大気を模倣した還元的ガス混合物(水素、メタン、アンモニア、水蒸気)中で放電しながら反応ガスを何回も循環し、種々のアミノ酸を生成した。 以来、いろいろなガス・液体条件やエネルギー源(放電、紫外線、放射線、高速中性子、熱など)を用いて、多種多様な
低分子の生体分子が非生物的につくられた。 これらの実験条件に近い環境とは、原始地球のどのような場所だったのだろうか?

約40億年前の地球には既に海洋と火山活動があったとされている。 また、当時の太陽放射(紫外線を含む)は弱かったらしい(暗い太陽のパラドックス)。
大量かつ連続的なエネルギー供給という点では、原始地球における生体分子生成の場所は海底の熱水噴出孔であったと考えるのが最も妥当であろう。
そこでは大量の還元的ガス成分と熱が連続的に放出され、同時に極端な温度勾配も存在する。 赤堀四郎は原始地球の海底火山では蛋白質はアミノ酸の段階を経ずにいきなりポリマーから生成される場合もあるというポリグリシン説(1955)を唱えたが、もし彼が熱水噴出孔の存在を知っていたら、これこそ生命誕生の場であると確信したであろう。 熱水噴出孔の発見は1977年。 その頃、高校生だった私はどこか遠くの深海の話と生命の起源が結びつくとは想像もせず、むしろ、古細菌という「第3の生物カテゴリー」の発見(ウーズ、1977)や、『生命の起源』(原田馨、1977)に興奮していた。

生命誕生のMagic Surface

赤堀四郎のポリグリシン説はアミノ酸の水中での脱水重合という困難な反応をうまく回避した。

   ★そうか

実験的にはアミノアセトニトリルを粘土鉱物(カオリン)とともに加熱した。 ここで重要なのは、粘土鉱物上に原料物質を吸着させ、その上で重合が進むことである。 つまり、重合は水中で進行するのではなく、粘土鉱物などの表面に種々の物質が集積して進むと考えるのが妥当であり、英国のバナールはこれを「粘土説」(1967)として提唱した。 また、粘土鉱物に限らず、このような生体分子の生成・集積・重合の場としての表面は一般的にMagic Surfaceと呼ばれている。

なぜ表面にこだわるのか? それは、分子運動の制約(=分子の結合)は溶液系よりも表面系の方が起きやすいからである。 ある物質の表面で生体分子の生成・集積・重合が次々に進行するような系があるとしたら、それは原始代謝系と呼べる。 ドイツの弁護士ヴァクターシャウザーは、生命誕生時の原始代謝系はパイライト(黄鉄鉱 FeS2)表面だったという説(1988)を提唱した。 彼は科学哲学の大家ポパーの弟子であり、ポパーの科学方法論の裏付けのもと、ありとあらゆる文献からデータを得て、弁護士ながら、いや弁護士ゆえに、

   ★そうか

論理的に破綻のない壮大な仮説を構築したのである。 私はこのような学問の展開と、科学哲学の実証主義的態度に大いに感動し

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ーー
http://home.hiroshima-u.ac.jp/hubol/biosphere/deepsea/hydrothermal.htm



ピロリ菌の祖先は深海微生物:海洋研究開発機構がゲノム解読


人間の胃の中に生息し、胃潰瘍や慢性胃炎の原因となるヘリコバクター・ピロリ菌の祖先が、深海底の熱水噴出口付近に生息する特殊な微生物(熱水孔細菌)であることを、海洋研究開発機構の研究チームが3日までに、熱水孔細菌の全遺伝情報(ゲノム)解読で突き止めた。研究成果は米アカデミー紀要電子版に掲載される。

熱水孔細菌の仲間は、世界中の熱水噴出口付近に生息。光合成が不可能な暗黒、高圧の環境下でも硫黄や水素をエネルギー源に有機物を作り出す。単独で生息するほか、貝やエビなどの体表や細胞内で共生する。

海洋機構の中川聡研究員らは、沖縄本島北北西の水深約1000メートルにある、300度を超す熱水噴出口付近で採取した2種の細菌のゲノム解読に成功。水素など周囲に存在する元素に応じて複数の酵素を使い分け、エネルギーを生成している仕組みを明らかにした。(時事通信)

ピロリ菌とは?
正式な名前をヘリコバクター・ピロリといいます。螺旋状の形をしていて、胃の粘膜に住みついています。胃の中に入ってきた細菌は通常、胃酸によって殺されますが、ピロリ菌は持っている酵素によって、胃の中にある尿素をアンモニアに変え、アルカリ性のアンモニアで胃酸を中和して、胃酸の殺菌作用を逃れているのです。

ピロリ菌は胃炎や胃・十二指腸潰瘍、胃がんの原因になるのではないかといわれています。ただし、ピロリ菌が陽性でも潰瘍が起こらない人、陰性でも潰瘍を起こす人がいて、ピロリ菌だけが原因とはいえません。他の因子(ストレス、食生活、体質、喫煙など)も関係していると考えられています。

関連記事:ピロリ菌が胃がん作る仕組みを解明:京都大大学院医学研究科

<<プリオン病の進行を遅らせる物質を発見:岐阜大の桑田一夫教授ら| Main | アルツハイマー病の早期治療と予防に向け国際共同研究>>

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ーー
http://medical-today.seesaa.net/article/46552974.html
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