跳出思维框架
第5回 03月19日 豊田太郎
物质与生命中“镜子”的世界
2015/3/19-3/20
我们经常会看到葡萄酒中的沉淀或者在贮藏酒的酒桶周边看到小结晶片的出现。这其实是葡萄中所含的酒石酸盐结晶后的产物。19世纪初，在葡萄酒酿制工序中产生的葡萄酸和酒石酸的盐结晶片的比较中，人们发现葡萄酸的盐结晶片有两个，并且呈镜像关系。呈镜像关系结晶片的发现是近代细菌学开山鼻祖路易・巴斯德的功劳，即使经过后人详细检证也未能被颠覆，从而被认为是物质的一种本质。随后，自然科学的一个重要事实即碳原子在分子中呈现立方体构造这一点被厘清。这个事实的发现为人们理解人工和天然的区分、生命和非生命的界限、药物的发现与开发、地球上生命诞生之谜等诸多自然问题提供了重要的开阔视野。本讲义中将通过大量具体实例来解说上述镜子的世界。路易・巴斯德通过精密实验否认了当时的“生命自然发生说”这一点也甚为有名。发展到21世纪的自然科学，再度正面迎战这个难题，世界各地都展开了人工细胞制造的研究，本讲义也将介绍此类尖端研究。
- 講師紹介
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- 豊田太郎
- 东京大学大学院综合文化研究科广域科学专攻副教授。 2005年毕业于东京大学大学院综合文化研究科广域科学专攻博士课程，获博士学位（学术）。历任千叶大学大学院工学研究科助教，东京大学大学院综合文化研究科讲师等职，于2011年开始现职。专业为以胶体与界面化学为中心的合成化学和分析计量化学。著作包括《探索生命的起源》（东京大学出版社，参与撰写）、《三省堂新化学小事典》（三省堂，参与撰写）、《分析化学》（みみずく舎・医学评论社，参与撰写）等。
评价内容(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。
评价内容
- 参见其他课程
【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？