サイエンスZERO CPRとは?謎だらけの原始生命体とアーキア・真核生物の起源!見逃し動画配信や再放送は?

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今回紹介する見逃し動画配信は、NHKサイエンスZERO「CPR~謎だらけの原始生命体」です。

本放送:2月16日
再放送:2月22日土曜午前11時00分~ 午前11時30分

地球上の生命はどこからやってきて、
どのように進化していったのでしょうか?

生命の元となった原始生命体は
隕石に乗って宇宙からやってきた?
深海の熱水噴出孔から誕生した?

などの永遠の謎を解き明かす為、世界中の科学者が研究を続けています。

その手がかりとして今回のサイエンスZEROは
地球に最初に出現した謎の原始生命体
CPR(Candidate Phyla Radiation)に着目しました。

MK-D1と呼ばれるCPRが、海洋研究開発機構(JAMSTEC ジャムステック)により発見されました。

これにより、共通祖先と、アーキアから真核生物への進化の謎に関わる大発見が発表されました。

今回の投稿は放送内容のレビューと共に
サイエンスZERO[CPR謎だらけの原始生命体]

見逃してしまった
途中から観た
もう一度観たい
再放送(10月12日11:00~11:30)まで待てない

という方の為に

「サイエンスZERO」の見逃し動画配信を観る方法を紹介します。

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放送内容:今回のキーは原始生命体CPR

原始生命体CPRがミトコンドリアを取り込む 像出典:JAMSTECホームページ https://www.jamstec.go.jp/j/

原始生命体CPRがミトコンドリアを取り込む
像出典:JAMSTECホームページ
https://www.jamstec.go.jp/j/

今回のサイエンスZEROは
地球上の生命の祖先である原始生命体CPRに着目し、CPRが発見された場所を訪ねました。

先ず謎の生命体「CPR」を探しに、
岐阜県瑞浪市の
「瑞浪超新地層研究所」に向かいました。

そして東京大学大学院
鈴木庸平地球惑星科学准教授の案内役で
地下300メートルの洞窟に潜入しました。

そこは、気温20℃、湿度80%以上のジメジメした場所です。

ここには、生命が誕生した当時の姿を色濃く残していると思われる微生物が生息しているとの事です。

恐竜が絶滅した白亜紀(6900万年前)に出来た花崗岩のトンネルで1万年前の地下水が流れています。

ここで岩の中に100メートルのパイプを通し空気に触れる前の地下水を調査しています。

そこで発見されたのは緑色に光る1ミリの5000分の1の大きさの、私たち生物全体の共通祖先に極めて近いと見られる生物でした。

地球上の生命の進化

地球上のすべての生命に共通する
共通祖先は約40億年前に誕生し、
バクテリア(細菌)とアーキア(古細菌・こさいきん)
に分かれ、更に動物や植物などの
ユーカリア(真核生物・しんかくせいぶつ)
へと3種類に進化したと考えられています。

共通祖先から進化図 画像出典:JAMSTEC-HP

共通祖先から進化図
画像出典:JAMSTECホームページ
https://www.jamstec.go.jp/j/

CPR(Candidate Phyla Radiation)とは?

CPRとはバクテリアに近い
CPR(Candidate Phyla Radiation)と呼ばれる2015年に発見された
培養でない謎だらけの生物郡だそうです。

そのCPRを求めサイエンスZEROのスタッフは
極限微生物ハンターと呼ばれている
鈴木志野研究員(地球微生物学研究グループ)
の案内の元
海洋研究開発機構(JAMSTEC ジャムステック)高知コア研究所に向かいました。

ここには世界中の極限環境から集められた
マリアナ海溝水深5000メートルから採取したコア
カナダ キドクリークマイン

など地層のサンプルコアが20万本以上保管されています。

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CPRの発見

CPRが発見されたのは
アメリカ・カリフォルニア州
ザ・シダースと呼ばれる泉でした。

その泉には自然界には殆ど存在しない水素イオン指数ph11以上の強アルカリ水が流れていました。

そこで生物は生存出来ないと思われる強アルカリ水の中で生息するCPRを発見しました。

発見されたCPRの大きさは、0.0002ミリだったそうです。

そして遺伝子を解析すると400個の遺伝子を持つ事が判りました。

同じバクテリアの遺伝子の数を比較すると概算で

● 大腸菌が4000個
● CPRが400個

と10分の1でした。

必要と思われる遺伝子の多くを欠損しており

我々が考えている所謂
生命とは非常に特徴が異なっています。

鈴木庸平教授によると、生命活動に必要な遺伝子の数はおよそ1000個だそうです。

発見されたCPRは謎に包まれており、特徴は以下の通りでした。

● 子孫を残すことができる
● 食べ物(栄養源)が分かっていない
● 呼吸の方法が分からない
● タンパク質の材料が作れない
● 脂肪を作ることが出来ない

発見された場所には橄欖岩(かんらんがん)がありました。

橄欖岩は、水に触れると水素を発生します。

その為、CPRは何らかの方法で水素をエネルギー源として取り入れているのでは?

と考えられています。

その事から
● 地下に水がある
● 岩石がある
● メタンがある
との条件が似た火星には
CPRが地下に存在するのでは?

とも考えられます。

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MK-D1の発見

紀伊半島の泥の中で2006年に
真核生物に遺伝子が近いCPRの
MK-D1(アーキアの1種)が
発見されました。

研究を続けるとアーキアは
真核生物が同じグループになると考えられる様になりました。

これまでの内容器では
研究は困難を極めで
オリジナルの培養器での検査を必要としました。

それは
培植するスピードが大腸菌などの1000分の1
増殖しても人間の目では見えない
などの問題があったからです。

アーキアから真核生物への進化の謎に関わる大発見

そして12年の試行錯誤の結果
丸いMK-D1は、増殖して成長すると触手の様な腕をたくさん出す事が判明しました。

MK-D1 像出典:JAMSTECホームページ https://www.jamstec.go.jp/j/

MK-D1
像出典:JAMSTECホームページ
https://www.jamstec.go.jp/j/

MK-D1から触手が生える 像出典:JAMSTECホームページ https://www.jamstec.go.jp/j/

MK-D1から触手が生える
像出典:JAMSTECホームページ
https://www.jamstec.go.jp/j/

この腕こそがアーキアから真核生物への進化のきっかけと考えられる様になりました。

CPRの進化の仮説

27億年前地球に酸素が誕生した頃
ミトコンドリアの祖先は酸素を使いエネルギーを作っていました。

MK-D1の様なアーキアが触手を伸ばしミトコンドリアの祖先を絡みつきエネルギーをもらうことに成功。

そして遂にはミトコンドリアの祖先自体を取り込みます。

これが

真核生物の始まりで

①ミトコンドリアを取り込むことで
②細胞が大きくなる
③多細胞生物になる
④細胞がそれぞれ別の機能を持ち始める
⑤色々な種類になり、その中の一部がヒトになった

つまり真核生物は、大量のエネルギーを使い細胞を複雑化し進化を続けてきた

という仮説が成り立ちました。

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