理系にゅーす

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光合成

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~~引用ここから~~

1: 百谷王 ★@\(^o^)/ 2014/05/18(日) 19:21:47.43 ID:???0.net
初期生命の進化に新しい手がかりが見つかった。生命を支えるには、窒素を取り込んで利用できることが欠かせない。その窒素固定ができる超好熱性のメタン生成古細菌(メタン菌)が35億年前の深海熱水環境にいた可能性が高いことを、海洋研究開発機構の西澤学研究員と東京農工大、東京工業大学の研究グループが明らかにした。
地球初期の深海熱水環境で誕生した化学合成生態系がその後の多様な生命進化の起源になったとする説を支持する発見として注目される。

窒素はタンパク質やDNAなどの生体分子の材料になる重要な元素だが、空気の約8割を占める窒素を取り込んで、アンモニアに変換する窒素固定は難しい。自然界では、光合成をするシアノバクテリアやメタン菌などが窒素固定をして地球上の生命を支えてきた。地球初期の窒素固定は光合成とともに、生命進化の原動力になったと考えられているが、その進化の過程がこれまで実証されていなかった。
 海洋研究開発機構(JAMSTEC)の有人潜水調査船「しんかい6500」と支援母船「よこすか」は2006年、熱水が深海から噴き出す中央インド洋海嶺「かいれい熱水フィールド」で、窒素固定能を持つ超好熱性(摂氏70度以上で生存、増殖可能)メタン菌と好熱性(40~70度で増殖可能)メタン菌を採取した。この海底は地球初期の深海熱水環境の特徴を残している。 

続きはソース で
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=00020140516005

引用元: 【科学/生命誕生】 窒素固定の起源は35億年前の深海か

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~~引用ここから~~

1: ( ´`ω´) ★@\(^o^)/ 2014/05/13(火) 16:39:08.62 ID:???.net
■恐竜絶滅の「衝突の冬」、仮説を立証か

 約6600万年前、巨大な隕石の衝突により恐竜の時代が終わり、数十年間にわたる地球規模の“衝突の冬”が到来し、多くの生物を死にいたらしめることとなった。この仮説を裏付ける古代堆積物の分析結果が5月12日に発表された。

 隕石の衝突(このときの衝突痕とされるのが、メキシコのユカタン半島にあるチクシュルーブ・クレーター)により発生した粉塵によって太陽の光が遮断され、海水温は摂氏7度まで低下。植物は光合成を行えなくなった。オランダにあるユトレヒト大学のヨハン・ベレコープ(Johan Vellekoop)氏の率いる研究チームは、このように結論づける。

 報告書によると、衝突の冬の間には巨大なハリケーンも複数回発生している。

続きはソースで

http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20140513001&expand
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_images/chicxulub-asteroid-yucatan-cooling-01_79640_990x742_600x450.jpg
http://www.nationalgeographic.co.jp/ ナショナルジオグラフィック May 13, 2014 配信

Abstract
Rapid short-term cooling following the Chicxulub impact at the Cretaceous?Paleogene boundary
http://www.pnas.org/content/early/2014/05/08/1319253111.abstract
Web site 接続日 [14/05/13]

引用元: 【地球科学】恐竜絶滅の「衝突の冬」、仮説を立証か [14/05/13]

恐竜絶滅の「衝突の冬」、仮説を立証か [14/05/13]の続きを読む

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~~引用ここから~~

1: 白夜φ ★@\(^o^)/ 2014/05/10(土) 01:48:25.13 ID:???.net
昼に光合成、夜に分裂する仕組み解明
掲載日:2014年05月09日

生物の活動は昼と夜の周期によって調節されている。
昼に光合成し、夜に細胞分裂する仕組みを、国立遺伝学研究所の宮城島進也(みやぎしま しんや)特任准教授と藤原崇之(ふじわら たかゆき)研究員、墨谷暢子(すみや のぶこ)研究員らが単細胞の紅藻を使って、分子レベルで解明した。
光合成と細胞分裂という2つの主要な生命活動を時間的に仕分けすることで、環境に適応する生物の巧みな生存戦略がうかがえる。
5月8日付の英科学誌ネイチャーコミュニケーションズに発表した。

細胞分裂の時間帯が限られていることは、単細胞生物からほ乳類まで広く知られている。
細胞内時計(ほぼ24時間の概日リズム)で制御されているとみられているが、詳しい仕組みは謎だった。
研究グループは、細胞分裂が夜に起きる傾向が顕著で、強酸性の温泉に生息する単細胞紅藻で実験した。
12時間明期(昼)と12時間暗期(夜)を繰り返せば、細胞集団の時間的同調が容易で、光合成をする藻類の中でゲノムサイズが小さく、効率よく遺伝子を解析できるため、研究に適している。

▲引用ここまで 全文は引用元でどうぞ----------

▽記事引用元 Science Portal 掲載日:2014年05月09日
http://scienceportal.jp/news/daily/58426/20140509.html

▽関連リンク
国立遺伝学研究所
昼に光合成、夜に細胞分裂が起こるのはなぜか?その謎を解明!
http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1506.html

Nature Communications 5, Article number: 3807 doi:10.1038/ncomms4807
Received 16 December 2013 Accepted 04 April 2014 Published 08 May 2014
Translation-independent circadian control of the cell cycle in a unicellular photosynthetic eukaryote
http://www.nature.com/ncomms/2014/140508/ncomms4807/abs/ncomms4807.html

引用元: 【生物】昼に光合成、夜に分裂する仕組み 分子レベルで解明/国立遺伝学研究所

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1: もわん◆2R.j9FMXMSiE 2014/04/10(木)19:12:02 ID:???
>宇宙から見た、地球上の植物が放つ“光合成”が教えてくれるもの
ずばり、農業レベルです。
元記事にリンクが埋め込まれており、以下の言葉については説明書きを参照できます。
クロロフィル蛍光、コーンベルト、炭素フラックス
下手に説明するよりもよくできた元記事を参照してください。画像も印象的です。
主体はNASAなどの研究チームで、使っているものは衛星データです。

ところで記事内容にはアメリカのコーンベルトとアマゾンの熱帯雨林のことが載っていました。
日本の農業地帯はどのように見えたのでしょうか。
有名なウクライナのチェルノーゼムも気になります。
既存データの利用による分析なので、また別の機会にニュースになるかもしれません。(私見)

●ソース元記事
>宇宙から見た、地球上の植物が放つ“光合成”が教えてくれるもの
2014.4.10 13:16 産経新聞
http://sankei.jp.msn.com/wired/news/140410/wir14041013160001-n1.htm
http://sankei.jp.msn.com/wired/news/140410/wir14041013160001-n2.htm

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1: 桂べがこφ ★ 2014/01/20(月) 23:56:25.55 ID:???0
"世界初! プラスティックで「真核細胞」の作成に成功"

【画像】
http://wired.jp/wp-content/uploads/2014/01/plasticcell.jpg 

オランダの化学者チームが、ポリマーによる人工的な「真核細胞」を世界で初めて作成した。
このような細胞が可能にする新しいマイクロレヴェルの技術によって、人工光合成やバイオ燃料の製造に革命が起きるかもしれない。

オランダにあるラドバウド大学ナイメーヘン校の化学者チームが、ポリマーを使った「真核細胞」を世界で初めて作成した。
真核細胞とは、核などの組織が膜で包まれた細胞であり、地球上のすべての複雑な生物形態の基盤となっている。真核細胞では、とても規模が小さく非常に効率のよい化学反応が可能だが、実験室でこれを再現するのは難しかった。

化学者チームは今回、細胞の基盤構造体に水滴を使い、そこに、核などの主要な構成要素を真似た酵素で満たされた、小さなポリスチレンの球を挿入した。
そして、細胞壁の代わりに「ポリブタジエン-b-ポリ」で全体を包み、ポリマーソーム(合成ポリマーで形成された膜によって定められたベシクル=球殻状に閉じた膜構造を有する小胞)を形成した。
こうしてできたものは、本物の細胞のように仕切られており、多段階の化学工程に対応できる。
研究チームは概念実証として、これを暗闇の中で光らせた。

今回の結果は、合成生物学と合成化学に大きな影響を与える可能性がある。
このような細胞が可能にする新しいマイクロレヴェルの技術によって、人工光合成やバイオ燃料の製造に革命が起きるかもしれない。

今回の研究は「Nature Chemistry」誌で発表された。主導したヤン・ファン・ヘストは、「これらのシミュレーションによって、われわれは生きている細胞をより理解することができる」と述べている。
「いつの日か、本物にとてもよく似たものをつくることも可能になるだろう」

1

2014.1.20 MON
http://wired.jp/2014/01/20/plasticcell/
Catalysis in compartments
http://www.nature.com/nchem/journal/v6/n1/full/nchem.1840.html

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1: ケンシロウとユリア百式φ ★ 2014/01/15(水) 18:26:51.33 ID:???
東京工業大学理工学研究科の石谷治教授と豊田中央研究所の稲垣伸二シニアフェローの共同研究チームが、2段階のエネルギー移動で光を効率よく捕集する分子システムを初めて開発した。
太陽エネルギーを高効率で化学エネルギーに変換する植物の光合成に匹敵する人工光合成の実現につながる成果。Chemical Science に論文が掲載される。

光を吸収する有機分子を多量かつ規則正しく配置した壁で構成される多孔質材料のメソポーラス有機シリカ(PMO)に金属錯体を導入することにより、400個を超える有機分子が吸収した光エネルギーを集めた。
まず5つの金属錯体が集め、最終的に一つの分子に集約することができた。

植物の光合成では、クロロフィルなど比較的単純な分子の集合体(LH2と呼ばれる光アンテナ)を葉の表面に幅広く配置することで、大面積で太陽光を捕集している。
これをエネルギー移動により、まず単位面積当たり数の少ないLH1(クロロフィルの集合体)に集め、その後、その近傍に配置された構造が複雑な反応中心へと移動させる2段階での光エネルギー集約ステムを構築することで、太陽光の効率の良い利用を達成している。

これまで、植物を真似た光捕集システムの研究は行われてきたが、多量の単純な有機分子から2段階で光を集約するシステムの報告はなかった。

PMOの開発は、豊田中研の稲垣グループが行った。東工大の石谷研究室は、LH1と反応中心のモデルとしての多核金属錯体(Ru-Re5)を開発した。
5つのレニウム錯体が吸った光が同じ分子内の中心に配置された一つのルテニウム錯体に集約される1段階光捕集系であるという。

今回、Ru-Re5をPMOの空孔に導入・固定した。
この複合系は、光合成と同様に2段階で光エネルギーを集約することができる。
400個を超えるPMOの有機分子(植物のLH2に対応)が捕集した光エネルギーは、まずRu-Re5の5つのレニウム(LH1に対応)錯体が集め、最終的に一つのルテニウム錯体(反応中心に対応)に集約される。

今回開発した光捕集システムを、二酸化炭素の還元資源化や水からの水素発生を駆動する光触媒と融合することで、太陽エネルギーを効率よく吸収し、化学エネルギーに変換する人工光合成系の開発につながる。
また、このシステムの導入により、高価で稀少な人工光合成用の光触媒の使用量を大幅に低減できるという。


【画像】
http://111.89.136.85/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2014/01/n000122.jpg
(左)今回開発した光捕集・集約システム:多くの有機基(ビフェリル)が導入された壁で構成された多孔質材料に、直鎖状の5核レニウム錯体の中心にルテニウム錯体が結合した分子が固定されている。
(右)400個を越える有機分子が吸収した光エネルギーを、まず5つのレニウム錯体が集め、最終的に一つのルテニウム錯体に集約する (出所:東京工業大学)


ソース:SJNニュース(2014年1月15日)
http://sustainablejapan.net/?p=4765
関連リンク:東工大のプレスリリース
http://www.titech.ac.jp/news/2014/024699.html
関連リンク:Chemical Scienceに掲載された論文要旨
「Efficient light harvesting via sequential two-step energy accumulation
using a Ru?Re5 multinuclear complex incorporated into periodic mesoporous organosilica」(英文)
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/SC/c3sc51959g#!divAbstract
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植物の光合成に匹敵する人工光合成に目処…2段階のエネルギー移動で光を効率よく捕集する分子システムを初めて開発/東工大などの続きを読む
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