I Want to Learn How to Think Beyond Academic Disciplines
Vol.5 2015.03.19 TOYOTA Taro
The World of the Mirror Regarding Substances and Life
2015/3/19-3/20
When we check the lees which are precipitated in wine and the peripheral wall of the wine barrel, we sometime find small crystals. These crystals are the salt which acid tartarique in grapes crystallize. Compared with the crystals of the salt, acid recemique, which is obtained as a byproduct in the manufacturing process of wine, the crystalized salt of acid recemique has two shapes. They are the symmetrical shapes which are reflected in the mirror. This fact was discovered in the early twenty century. The discovery of the crystals, which are enantiotopic, is the achievement of Louis Pasteur who was regarded as the founder of the modern bacteriology. This discovery has not been overthrown by the detailed double checks in later years and it is understood as one of the essences regarding substances. This is linked to the understanding in which the atom of carbon has the structure of the three-dimensional regular tetrahedron in its molecule. This fact gives us important and wide viewpoints (such as: the difference between artificiality and nature, the boundary between life and non-life, the discovery and exploitation of substances which can be medicines and the riddle of the birth of life on the earth) in understanding nature. In this lecture, I am going to explain this world of the mirror by mentioning many examples. Pasteur is also famous for denying ‘the view in which life comes into being naturally’ of those days through detailed experiments. Natural science has been facing this difficult question again in the 21st century and the study in which cells are created artificially around the world. I am going to talk about such up-to-date research topics.
- Instructor
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- TOYOTA Taro
- Associate Professor at the Department of Life Sciences, Graduate School of Arts and Sciences, the University of Tokyo He graduated from the Department of Life Sciences, Graduate School of Arts and Sciences, the University of Tokyo in 2005 (Doctor of Philosophy). After working for the Graduate School of Engineering, Chiba University, as a research associate and for the Graduate School of Arts and Sciences, the University of Tokyo, as a lecturer, he has been in the present post from 2011. His specialities are synthetic chemistry which centres on colloid chemistry, surface chemistry, and analytical chemistry. His literary works include: ‘Seimei no kigen o saguru (An investigation on the origin of life)’ (co-author, Tokyo daigaku shuppankai), ‘Sanseidō shin kagaku shō jiten (Sanseidō new dictionary of chemistry)’ (co-author, Sanseidō) and ‘Bunsekikagaku (Analytical chemistry)’ (co-author, Mimizuku sha and Igaku hyōron sha).
comments(最新2件 / 6)
2015年03月30日 15:16
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【学生からの質問】
DNAとその他の人工核酸の違いはなんでしょうか？ その必要性はどこにあるのでしょうか？
また、DNAは偶発的に選択されたものなのか、淘汰を経たものなのかお教えください。
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2015年03月30日 15:17
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【学生からの質問】
L体とR体で生理活性が微妙に異なるため、進化的に片方が残ったという話を聞いたことがあるのですが、あまりメジャーな学説ではないのでしょうか。
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2015年07月03日 10:08
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【問い１への豊田先生の回答】
A. 内臓の配置のずれにまで想像を膨らますことが出来たのは、本講義をとてもよく理解している証拠だと思います。
講義中では、鏡像異性体を、タンパク質との結合で非対称性が現れるキーワードとしてお伝えしました。
一方、たとえば、内臓の配置のずれや個体の左右軸は、こうした分子レベルの非対称性の直接のあらわれとは考えられておりません。最近の発生学の発展から、個体の左右性は胚発生時に遺伝子レベルで制御されており、特に、胚発生時に形成されるくぼみ領域で生じる液体の流れを、その領域にある細胞が繊毛でもって感知することが、個体の左右性に影響を与えているという考えが受け入れられています。
大阪大学の濱田教授（http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hamada/）のグループが大変参考
になる研究課題をすすめられています。
鏡像異性体を区別せずに代謝する生物が生まれ得なかったかどうかは、私にもわかりません。生命起原おいて、どのような物質が代謝されていたのかをたどることは難しい研究課題です。
一方、現在の生物でも、生体構成分子であるL-アミノ酸に対して、鏡像異性体であるD-アミノ酸を代謝する酵素をもっていることが最近の研究で知られるようになり、D-アミノ酸がホルモンバランスや脳の高次機能に効くそうです。名古屋大学の吉村研究室（http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~bmm/index.html）
の研究課題は大変参考になるでしょう。
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2015年07月03日 10:10
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【問い２への豊田先生の回答】
A.人工核酸には、核酸塩基のOやNを他の原子や原子団に置換したり化学的に修飾したもの、リン酸ジエステルの結合部位をアミド結合や他の結合や分子に置換したもの、そして、リボースを他の環状分子に置換したものが合成されています。これらは、2重らせん形成、半複製的保存のルールを満たすものであり、中には試験管内で変異と淘汰を経て進化する人工核酸もあります。「必要性」としては、分子の鋳型という機能が生体の中でどれだけ普遍的に重要なのか、という課題について、DNAだけを調べていては、課題を相対化、一般化することができないので、こうした分子の創成が、生命科学を構成論的に推進する上で重要であるということがいえます。
DNAは偶発的に選択されたものなのか、淘汰を経たものなのか、という質問については、
明解な回答はまだないと考えられます。地学（地球化学）、生物学、化学、物理学の境界領域として重要視される課題ですので、是非今後も注目していてほしいと思います。
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2015年07月03日 10:11
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【問い3への豊田先生の回答】
A. 講義中は、生命起原の中でも、化学進化に重きを置きました。
それらは、円偏光、岩石表面、そ合反応（不斉増殖）の３つであり、これは生命のスープの段階での進化過程、つまり化学進化と生命起原との関係に帰属させる学説です。
質問で指摘されている通り、原始的な細胞が誕生した後について思考を巡らせるならば、生理活性のわずかな違いが進化的に片方を残らせるようになるという学説はメジャーなものと言えます。また、化学進化と細胞進化の境目（冥王代）の研究も盛んになってきており、今後が楽しみです。参考情報としてhttp://www.hadean.jp/ もご覧ください。
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【学生からの質問】
生物のミクロなレベルでの非対称性は、マクロなレベルでの非対称性（内臓の配置のずれなど）になにか影響を及ぼしているのでしょうか？
鏡像異性体を区別せずに代謝する生物は生まれ得なかったのですか？