月: 2017年10月

今年の自然科学系ノーベル賞の発表が終わった。
残念ながら日本人の４年連続受賞はならなかった。
しかし改めて考えて見れば世界中の研究者の数多くの業績の中から物理、化学、医学生理学の中から１件だけ選ばれることは大変なことと改めて思う。

さて今年２０１７年の受賞者とその業績について簡単にまとめておきたい。
以下３賞の概要。

１．医学生理学賞
受賞者：米国３人

ジェフリー・ホール氏（米ブランダイス大名誉教授、７２歳）、
マイケル・ロスバッシュ氏（同大、７３歳）、
マイケル・ヤング氏（米ロックフェラー大教授、６８歳）

受賞業績：
約１日周期の体内時計の仕組みを明らかにした。

内　容：
人間の身体は，24時間のリズムで変化しています。活動や睡眠、血圧や心拍                数、血液成分、ぼるもん分泌の変化等こうした周期のことを，サーカディアンリズム             （概日リズム）と呼びます。一般には「体内時計」と言ったりもします。
この概日リズムの研究はまず１９３０年代植物について、次に１９７０年代にカリフォルニア大の２人の博士によってショウジョウバエに突然変異を起こさせ、睡眠時間の異常から染色体の一定領域にリズミにかんする遺伝子があることを突き止めました。
今回の受賞者によりこの遺伝子を最終的に特定しピリオド」と名付けられた。
ピリオドによって作られるタンパク質は夜間に増え昼間分解され
生体内でタンパク質の量を調製することで体内時計の仕組みが出来ている。
「ピリオド」は人間でも見つかり、この仕組が多細胞生物に共通に存在し、
睡眠や体温、血圧の調整、ホルモンの分泌にも影響していることが分かってきた。

業績役割：
ホール氏とロスバッシュ氏のグループとヤング氏のグループが１９８４年に独立に関与遺伝子を発見しピリオド遺伝子と命名。
さらにヤング氏らは1995年，概日リズムを生み出すもう１つの遺伝子，tim（timeless）遺伝子を発見。

参考サイト：新聞各誌と以下のサイトを参照した。
１．日経サイエンス
コメント：分子生物学者で青山学院大の福岡伸一教授は、「高等生物で遺伝子と行動との関係を最初に解明し、行動の様な複雑な生命現象も遺伝子で説明出来る筋道を付けた」と話す。

２．物理学賞
受賞者：米国３人

レイナー・ワイス氏（マサチューセッツ工科大名誉教授、８５歳）
バリー・バリッシュ（カリフォルニア工科大名誉教授、８１歳）
キップ・ソーン氏（カリフォルニア大名誉教授、７７歳）

受賞業績：レーザー干渉計重力波の観測
レーザー干渉計重力波観測装置LIGOを使い、アインシュタイン博士が１００年前に予言した時空の歪み「重力波」の観測に世界で初めて成功した。

受賞者の役割：
ワイス名誉教授はレーザーと反射鏡を用いた干渉計という手法を使って重力波を観法を提案。
ソーン名誉教授は重力波の理論の確率に貢献。
バリッシュ氏は計画を大規模な国際研究プロジェクトに発展させた。

３人はLIGOの建設と運営で中心的な役割を果たし、世界に置ける重力波研究の基礎を確率した。

賞　　金：１億２０００万円をワイス氏が半分、残りを２人で分け合う。

日本人の貢献
今回の受賞には日本人が大いに貢献している。
川村静児氏：東大宇宙研究所教授、
１９８９年に渡米しレイナー・ワイズ氏の研究チームに加わり、
新たなノイズ源を次々に見つけ出し、僅か半年でLIGOの感度を１０００倍に高めた。
これでプロジェクトに予算が付くきっかけを作った。現在はKAGURAで中心的な役割。
小野　潤氏：LIGOのライバルチームであるドイツのGEOの元研究員
大学院時代の９２年ドイツに渡り鏡の配置や位置を工夫して、レーザー光から重力波の微弱な信号を効率よく取り出す手法を考案した。この方法はLLIGOやViragoやKAGURAにも採用されている。
新井宏二氏：米カリフォルニア工科大上席研究員
国立天文台（東京都）から８年前に米カリフォルニア工科大に移り重力波の検出に直接携わった。

世界の重力波観測装置：
LIGO（ライゴ）：（米国ワシントン州とルイジアナ州で２台地上、長さ４ｋｍ）
Virgo（バーゴ）：（イタリア、地上、長さ３ｋｍ）
KAGURA（かぐら）：（日本、岐阜県神岡鉱山地下、長さ３ｋｍ、２０１９年春より本格観測が
可能になる）
LIGO India(インド)；計画中
GEO600HF(独・英)：計画中

重力波とは

そもそも重力波とは
ブラックホール等の非常に重い天体が運動する際に、時間や空間が伸び縮みする現象。アインシュタインが１９１６年に一般相対性理論で存在を予言した。しかし信号が非常に微弱でこれまで観測出来ていなかった。

重力波研究・観測の歴史ここから
LIGOはレーザー光で、重力波による空間の伸び縮みを超高精度で測定するもので、本格観測を始めた直後の２０１５年９月、約１３億光年先にあるブラックホール２つからなる連星が衝突・合体した際に生じた重力波を捉えた。
（勝手な思いだが、この「幸運」は、２００２年ニュートリノの観測でノーベル物理学賞を受賞した小柴昌俊氏がカミオカンデの運転を再開した翌月、誰も予期していなかった大マゼラン星雲の超新星爆発でのニュートリノを捉えたのと似ている？）

尚　最新ニュース（２０１７．１０．２）では、
米国のLIGOと欧州のVIRGOのチームは８月１４日共同で重力波を検出したと発表した。VIRGOでは初めて、LIGOでは４度目。更に３台で同時観測することでLIGO２台だけのときよりも重力波の発生領域を１０分の１に絞り込めたそうだ。

2016年2月11日のニュース
アメリカ東部時間の午前10時30分（日本時間12日午前0時30分）に、LIGOグループとVIRGOグループが行った重力波の観測結果についての記者会見を受けた佐藤勝彦自然科学研究機構長のコメント

重力波研究の今後
重力波観測が軌道に載った今後は、世界の研究者は日本のKAGURAの動向に注目しているそうだ。
なぜならLIGOやViro以前は日本のTAMA３００という装置が世界をリードしていた実績があり、LIGOで米国に感度や性能で追い越されたものの、新装置KAGURAで追い越しを狙っているから。KAGURAは検出器の振動を極力抑えるため地下環境とで極低温での測定という２つの大きな長所がある。
KAGURAの完成がもう数年早かったら・・・という思いは日本の研究者にはあると思う。
が、これから新発見が続々でてくることを期待します。

３．化学賞
受賞者：スイス、米国、英国の３氏。

・ジャック・デュボッシェ氏（スイスローザンヌ大名誉教授）
・ヨアヒム・フランク氏（米コロンビア大教授）
・リチャード・ヘンダーソン氏（英MRC分子生物研究所）

受賞業績：極低温でのタンパク質など生体分子を観察する「クライオ（極低温）電子顕微鏡の開発
選考委員会は「生化学を新しい時代に導いた」と高く評価。

クライオ電子顕微鏡は蛋白質などの生体組織を液体窒素で瞬間冷凍させ観察することで生体に近い状態のまま高解像度で観察できる。これによりウィルスなどタンパク質の構造を原子レベルで解析することが簡単になった。これらの成果は生命科学と創薬の研究開発に大きく貢献した。

研究開発の経緯：
従来ある電子顕微鏡は真空にする必要があり、電子を照射することにより水分が蒸発し、構造が破壊されてしまい生きたままの状態で見ることが出来なかった。
ヘンダーソン氏はグルコースでタンパク質を被うことで電子顕微鏡の真空空間でタンパク質が乾燥しないことを発見し微弱な電子ビームを使うこと等の工夫で電子顕微鏡による生体を観察することに成功。
フランク氏は其の技術を更に向上させ、2次元画像から鮮明な3次元画像を再現する方法などを考案、
デュボシェ氏は液体窒素で－160℃に冷やしたエタン中で生体試料を急速冷凍することで生体分子の立体画像を正確、鮮明に観察出来る手法を考案した。

＜参考サイト＞
参考サイト１
参考サイト２
参考サイト３

賞金：等分

今年の科学系は意図されていたのかどうかは不明だが、単品系ではなく、自然・人間の本質に迫る内容で統一されているようだがはたして・・・。

参考サイト３の中の言葉から抜粋。
「今年のノーベル賞は物理学が宇宙の時空構造、化学が生命の物質構造、医学生理学が意識の時間認知構造の本質に肉薄する素晴らしい業績をラインナップした、実に品位あるセレクションになっていると思います。」

同感。