地球上の初期の生物はモリブデンを中心に生化学を構築したと研究が示唆 |科学ニュース

新しい研究により、34億年前（始生代）、古代の微生物は当時非常に希少だった金属であるモリブデンに依存しており、タングステンの実験さえ行っていたことが明らかになりました。この発見は、宇宙生物学者が他の惑星で生命を探索する方法を書き換える可能性がある。

原始的な土地 画像クレジット: Peter Sawyer / Smithsonian Institution。

地球化学的証拠は、地球の初期の無酸素海洋でのモリブデンの入手可能性は非常に限られていたことを示唆していますが、現代の生活はほぼ普遍的にモリブデンに依存しています。

科学者たちはこれまでに、生命は最初にタングステンを利用し、その後モリブデンがより入手可能になるとそれを利用するように進化した可能性があると理論立てた。

ウィスコンシン大学マディソン校の Betül Kaçar 教授とその同僚は、その仮定を検証することを目的としていました。

「遷移金属モリブデンは、環境との関係で生物学における謎めいた進化の歴史を示している」と研究者らは述べた。

「モリブデンは、炭素、窒素、硫黄の重要な生物地球化学的変化に関与しており、これまでの研究では、これらの代謝経路の多くには古代の歴史があることが示唆されています。」

研究では、著者らはゲノムデータベースを調べて、どの生物種がモリブデン酵素の輸送、貯蔵、構築に関与する遺伝子を保有しているかを特定した。

彼らは、系統発生的一致と呼ばれる技術を使用して、現代の生命の樹においてモリブデンとタングステンを使用するタンパク質の進化の歴史を再構築しました。

彼らはまた、モリブデンが生きた細胞内でどのように移動して使用されるかを追跡し、吸収から触媒作用に至るモリブデンの細胞内輸送を研究しました。

同時に、彼らは輸送と触媒作用のための生物学的タングステンの使用の歴史を調査した。

彼らは、長期にわたるモリブデンの蔓延に関する入手可能なデータを収集したところ、モリブデンが不足していたにもかかわらず、33～37億年前に地球の古代微生物がまだモリブデンを利用する方法を見つけていたことを発見した。

「やや直観に反するのは、地球化学的記録に基づくと、初期地球のモリブデンの存在量は数十億年前、特に酸素発生型光合成の出現前にははるかに少なかったようだということです」とアヤ・クロス博士は述べた。ウィスコンシン大学マディソン校の学生。

「しかし、何らかの理由で、その入手可能性が限られているにもかかわらず、生命はモリブデンに依存する生化学的プロセスを使用して進化し続けました。」

「それらのプロセスは今日の生物に受け継がれています。」

「初期の生命がどのような元素に基づいていたのかを理解することは、宇宙生物学者が生命を維持できる他の惑星を特定するのに役立つ可能性がある」とカシャール教授は述べた。

「この研究は、ある元素が環境中に不足しているからといって、生命がそれを利用する方法や、それから帝国を築く方法を見つけていないことを意味するわけではないことを示しています。」

「生命は驚くべき方法で機能します。このような発見は、地球外の生命の探索には、私たちがまだ考えていない可能性を想像する必要があるかもしれないことを思い出させます。」

その結果に関する記事が本日の雑誌に掲載されました 自然のコミュニケーション。

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AS クロス 他。 2026年。モリブデンとタングステンの生物学的利用は34億年前に遡ります。 ナット・コミューン 17、3943;土井: 10.1038/s41467-026-72133-0