生命の起源のある段階において、情報高分子が純粋に化学的に合成されなければならない。「RNAワールド仮説」においては、それはRNAであるが、その実験的な証明はこれまで成功していない。特に、「活性化」されたリボヌクレオチドからRNAを合成できるものの、どうやってリボヌクレオチドが、その構成要素であるリボースと核酸塩基から作られたか全くわからない。まず、リボースを選択的に作ることが難しい、さらに核酸塩基にリボースを付け加えるプリンの場合でも困難で、普通のピリミジンではまったく起こらない。Powner et…

現在の海における溶存無機燐酸の濃度は、10^-5-10^-6モルの低いレベルにある。それは、アパタイトグループの鉱物、特にハイドロキシルアパタイト[Ca5(OH)(PO4)3）が不溶性であることに起因していると信じられている。ハイドロキシルアパタイトは、非反応性で前生物条件での有機リン酸の合成の燐酸には使いにくい。これが、前生物合成の主要な困難の一つと考えられてきた。Miller and Parris（1964）は、二燐酸がシアン酸イオンの働きでアパタイトの表面に作られることを示した。二燐酸はアパタ…

土壌の酸性度(pH)によって、施肥された燐酸がどのような形態になるかが決まる（Bradey 1974、有原1999）。pH4-5の酸性土壌では、施肥によって増加した土壌溶液中の燐酸イオンのいくらかは、低pHで活性化したアルミニウムイオンや鉄イオンと化合して化合物を作り、沈殿して難溶性の塩に変化する（Mg、Al、Mnによる化学固定）。また、ゲータイトなどの金属水酸化物に静電気的に吸着されたり、粘土表面に直接取り込まれたりする特異吸着などによって固定される（Fe、Al、Mgの水和酸化物による固定）。pH…

アポロ14号が持ち帰った透明な岩石14310の中の不透明な鉱物の中の鉄・ニッケル金属とトロイライトの中に、鉄リン化合物の鉱石シュライバーサイトが発見された(El Gorsey 1971)。シュライバーサイトは、広く隕石に存在しているので、普通は隕石の混入と考える。しかし、今回発見されたシュライバーサイトは、鉄ニッケル金属の粒の中の二つの小さな丸い粒として存在しており（写真）、月で作られたものである可能性が高い。X線蛍光解析の結果、一つはほとんど純粋なFePで、もう一つは、Niが28重量パーセント混ざ…

グリセロールとシュライバーサイト[(Fe,Ni)3P]を水中で嫌気的な環境で65度Cに加熱すると、亜燐酸と燐酸グリセロールが2.5%の収率で生成した（Pasek et al. 2013）。燐酸グリセロールは細胞膜の主成分である。Pasek M.A. et al. 2013, Evidence for reactive reduced phosphorous species in the early Archean ocean, 110, 10089-10094….

RNAワールドは前生物的（>3.7Ga）化学と現代のDNA/タンパク質生化学の間を埋める重要な鍵である。RNAワールド仮説が成り立つためには、それに先立ってRNAを構成するリボースが他の糖に対して際立って安定になる環境が整えられる必要があった。ホウ酸溶液の中で、リボースが特に安定になる事実が発見され（Bener 2004）、これがこの問題に対する解決と考えらるようになった。残る問題は、RNAの合成が進む原初地球において、十分な量のホウ素が存在していたかということになる。ホウ素は典型的な地殻元素であり…

マグネシウムはATPの燐酸に結合し安定化するマグネシウムは、酸素原子6つを効率的に配位する能力を持ち、生化学において特別な役割をしている（Holm 2012）。このような酸素は、酸化物陰イオンの一部の場合が多い。例えば、Mg2+は、大きな分子の中の別々の離れた燐酸イオンと結合し、その結果としてRNA等の分子の折りたたみに関与している。このMg2+の性質はまた、核酸の中の二燐酸や三燐酸を安定化させるとともに、一燐酸から多リン酸への重合を助ける。このようなことから、マグネシウムが化学進化と生物の起源に深…