前回はFIRSTに所属する１５名の教員の中から、生命高分子科学研究室の長濱宏治先生を紹介しました。今日は、分子機能科学研究室の中野修一先生をご紹介します。

中野先生は、「生命現象を化学の視点から解明する。生命体がもつ基本原理を明らかにし、テクノロジー開発に役立てる」という研究目標を掲げ、DNAやタンパク質などのバイオ分子の動作原理を解明する研究を進めています。

私の研究室では「生命システムで分子がはたらく仕組み」に注目した研究課題に取り組んでいます。最初に、私がなぜこの分野に興味をもっているのかをお話ししようと思います。

高校での生物の授業で食物連鎖と自然淘汰を知ったとき、私は大きな衝撃を受けました。食物連鎖によって地球上のあらゆる生物がお互いに関係し、そして自然淘汰によって生物は進化してきたという事実に対してです。この自然界のおきてを知ることで、それまでバラバラだった知識がつながったときの爽快感を忘れることができません。一方で、高校での化学の授業はあまり好きではありませんでした。物質の化学反応を暗記することに意義を見出せなかったのです。でも大学生になって、化学反応は熱力学のルールに基づいて起こることを知りました。多くの化学反応の理由を説明できる理論の存在を知ることで、心の中のモヤモヤが一気に晴れました。振り返ってみると、私は自然界にある仕組みに心動かされてきたようです。このことは私の今の研究のモチベーションにもなっています。

私の研究室ではDNA（遺伝子）に関する研究を行っています。DNAはとても調和の取れた、きれいな形をしています。２本の長い鎖が絡み合って螺旋（らせん）状になったDNA、これが親から子へと遺伝していく物質の正体です。私たちの身体の中にある、芸術作品ともいえるDNAに驚嘆せずにはいられません。この形がわかったのは、いまから60年ほど前のことです。つまり、この半世紀ちょっとという短い間に、DNAを中心とした遺伝の仕組みが解明されたのです。驚くべきスピードといえます。私が高校生だった頃は、バイオテクノロジーという言葉が世間に広まり始めた頃ですが、生物の授業でもDNAの形については詳しく習わなかったと思います（授業を聴いていなかっただけかも知れませんが・・・）。私の両親に至っては、DNAの話を聞いた経験さえないと思います（ですので、私が大学でどんな研究をしているのかについては、いまだ理解してもらえていません）。今やDNAという用語は広く知れ渡るようになりましたが、DNAの形が教科書で紹介されるようになったのはこの数十年のことです。つまり、DNA研究はとても新しい分野なのです。

DNAのすごいところは、その形が遺伝の仕組みを物語っていることです。タンパク質では考えられないことです（たとえば、形から酵素のはたらきを推測することは不可能です）。DNAには相補性と呼ばれる性質があり、パズルのピースを合わせるように、DNAのピースどうしを合わせることができます（DNAのピース合わせは化学的な作用によって行われます）。この仕組みによってDNAの遺伝情報がコピーされ、子孫に受け継がれていきます。つまり、生命体は“化学の力”を利用して遺伝を成し遂げているといえます。フロンティアサイエンス学部で学ぶ生命化学は、こうした生命の仕組みを理解するのにも役立ちます。

中野先生が今、理科を学ぶおもしろさを知ったきっかけや、DNA研究の話など、わかりやすく解説してもらいました。中野先生が今行われている研究は、次回に詳しくお話しますね。（つづく）

11月20日に行われる第１回神戸マラソン。
フロンティアサイエンス学部の教員もエントリーしています（前回の記事はこちら）。

参加希望者が定員を大幅に上回っており、走れるかどうかは、抽選待ちの状態となっていましたが、ついに、待ちに待った結果発表がありました！

「抽選に当たったらそれは嬉しいけれど、外れたら外れたでホッとするというか・・・・」 

と弱気に話していた三好先生。 

 結果は・・・・

（本日夜、トレーニングを終えて、当選を知らせに来てくれた三好先生。今夜は、このまま仕事で研究室に泊まられるとのこと。）

当選です！　おめでとうございます。

11月20日は学部を挙げて応援！
・・・するかどうかは・・・「本番の３日くらい前まで、結論を待ってもらっていいですか？」（by 三好先生）とのことなので、保留です！

ポートアイランドキャンパス事務室でも当選した職員さんがいる模様。
Team FIRSTの活躍にご期待下さい！

８月６日（土）７日（日）の２日間、夏期オープンキャンパスを開催します。（なお、２日間の内容は同じです。）

今日はそのイベントの中から、ミニDNA講座『遺伝子暗号の謎を解け』についてご案内します。

以前の記事「巨大DNAに隠された謎」でもご紹介しましたが、ポートアイランドキャンパスには、２０１０年３月８日から２０１０年１０月２０日までの間、ギネスに世界一と認定されていた巨大DNAモデルがあります。

DNAが遺伝情報を担っているとか、生命の設計図である、とかいうことはみなさん聞かれたことがあると思います。では、もっと具体的に「何か？」というと、最もよく知られている働きは、タンパク質の設計図となっているということですね。タンパク質はアミノ酸がつながったポリマーで、酵素や抗体などの例に見られるように、重要な生命現象を支えています。

では、どのように設計図として機能しているかというと、、、

DNAは糖とリン酸と塩基、という３つの部分から構成されており、リン酸の部分がつながってポリマーとなっています。塩基にはアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)の４種類があり、この塩基の並び方、具体的に言うと、３つの塩基の組み合わせが１組となって、１つのアミノ酸を指定する暗号のようになっています。例えば、GCAという組み合わせなら、アラニン(Alanine)という具合です。このように、３つの塩基の組み合わせが並ぶことによって、アミノ酸の並び方、つまりタンパク質の構造の設計図として機能しているわけです。

このような内容はオープンキャンパス当日にあらためて説明いたします。

さて、アミノ酸はアルファベット１文字で表記することができますので（例えばアラニンはA）、アミノ酸の並び方によっては、英単語のように読めることもあります。ポートアイランドキャンパスのDNAモデルは、まさにアミノ酸の並びが英単語として読めるように、塩基の並び方が工夫されているんですね。で、オープンキャンパスでは、その英単語を解読してもらおう、というわけです。

（当日は図をたっぷり使って、もっとわかりやすく説明します。）

どうせDNAモデルをつくるなら、塩基の並び方を工夫して、英単語を暗号として忍ばせておこう 。。。遊び心に溢れる、実に楽しいアイデアでしょ？

アイデアを出したのは、こちらの先生。

昼食はほぼ毎日、いなり寿司とカレーうどんとコーラ。先生の名前を取って、川上セットと呼ばれています。オープンキャンパスにご来場の際は、ぜひ川上セットもお試し下さい。

今日は、研究発表のしくみについてご紹介します。

研究者は、研究の成果を公開しなくてはなりません。それは、税金などの公金を使って研究をする者の義務であるとも言えます。もし、自分の私財を投げ打って研究をするのであれば、「公表はしない。趣味でやってるだけだから。」という主張も通用するでしょうが、そんな人はまずいません。（私財を研究に投じる人はいますよ。有名なのはスーパーマン役の故クリストファー・リーブ氏ですね。落馬事故で首から下が不随になって以降、脊髄研究や再生医療研究に多額の寄付をしています。カリフォルニア大学アーバイン校には同氏の名前を冠した麻痺性脊髄損傷の研究所もあります。）

公表のもう１つの理由は、その成果を他の研究者や産業界などに役立ててもらうためです。どれだけ価値のある研究成果であっても、人目に触れなければ活用されることもありませんからね。

さて、本題ですが、では、研究成果を発表しようとする際、公表する「価値」があるか否かはどのように評価されるのか？ といいますと、多くの場合、研究者が互いに評価し合うシステム（ピア・レビュー）が採られています。例えば、論文を書いて科学雑誌に投稿する。その論文を、同分野の研究者たちが、新規性や独創性などについて評価をするわけです。ピア・レビューを経ずに論文を掲載する雑誌もありますが、それは内容について何の保証もしていないわけですから、そのような論文は、私たちはあまり信用もしませんし、評価もしません。だって、極端な話、大学１年生の実験レポートだって掲載させられるわけですからね。

さて、以前に、あるインターネットジャーナルで、三好先生がこのピア・レビューの審査委員長のような役（Editor）をしていますよ、ということを紹介しました（そのときの記事はこちら）。今日、紹介する内容は、ある研究者の論文の内容について三好先生がコメントを求められ、そのコメントがアメリカ化学会会報誌（Chemical & Engineering News）に掲載された、という件です。新聞の科学記事によくあるような「○○に詳しい○○大学○○先生の話：この研究は○○という点で意義深い ～～～  今後、○○につながる可能性もあるのではないか。」というようなコメントですね。

内容はこちらです。（アメリカ化学会ですから、英語です。）

前回の長濱先生の研究紹介の続きです。

　では、具体的にポリ乳酸をどのように高機能化するのか。私は、ポリ乳酸に「知能」をもたせることで、高機能なインテリジェントバイオマテリアルを創ることに取り組んでいます。

　聞きなれない言葉かもしれませんが、知能をもつ材料は「インテリジェントマテリアル」と呼ばれており、材料自体がセンサー（感覚器）、コントローラー（脳）、アクチュエーター（筋肉）を持ちます。そのセンサー部位が、温度、pH、光、特定分子などの外部環境変化を感知し、その刺激をコントローラーに伝え、コントローラーがアクチュエーターに指令を出して所定の反応を行わせることで、物性変化・相転移・形状変化・応力発生などのダイナミックな動きを生み出し、その結果として、ある特定の機能を発現します。この応用対象を医療に向けたものが「インテリジェントバイオマテリアル」です。
　では、ポリ乳酸系インテリジェントバイオマテリアルを用いて、どのような革新的な医療技術が開発できるのか。その一例が、体が弱っている患者さんに負担をかけない治療（低侵襲治療）技術です。私はこれまでに、室温から体温への温度上昇で液体からゲル（水を含んだ半固体状物質）へと変化するシステムを組み込んだポリ乳酸を創りました。これにより、手術で切開しなくても、注射という低侵襲な方法により、浅部臓器から深部臓器まで、あらゆる患部にゲルを投与することができます。また、この液体中に薬を混ぜておき、これを患部に注射すると、その部位で薬を閉じ込めたゲルができます。ゲルの中に入っている薬は一気に広がらず、ゲルが分解するとともに少しずつ漏れ出すため、投与回数を減らすことによる副作用の軽減やQOLの向上、薬の局所（患部周辺）濃度を一定に保つことによる治療効果の向上をもたらします。このような治療技術は、脳内、眼内、脊髄内など、切開を伴う手術が難しい部位の疾患において特に功を奏します。さらには、薬の代わりに細胞を生かしたままゲル内に閉じ込めることも可能であり、この技術を現在注目されている再生医療の分野などにも役立てることを考えています。その他の例として、新しいがん治療技術が考えられます。私は、がん細胞を認識して細胞内に侵入し、そこで自ら壊れることで抗がん剤を放出するようなポリ乳酸ナノカプセルの開発に取り組んでいます。このようなシステムでは、がん細胞のみを狙い撃ちすることができるため、治療成果の向上とともに、抗がん剤で避けがたい副作用の軽減にもつながります。

　このように、高分子化学者である私が医療の未来を切り拓くことができるかもしれないのは、大変にやりがいを感じます。新素材を創り出すことで、従来なかった医療技術を世界に提供でき、いままでは救えなかった人々を救えることができれば幸せです。
また、こうした材料主導の治療を追求するもうひとつのメリットは、「医療の質」の面でも向上が期待できることです。医師によって医療技術にばらつきがあり、医師の技量に委ねられている面も大きいのが、医療の現状でもあります。私の研究成果が実用化され、誰もが平等に安定した質の高い医療を受けることができるようになったらいいなと思います。

　生命科学分野は、化学、生物、医学、薬学、環境、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーとその応用は多岐にわたります。特に、化学的な知見から創りだした材料を他の分野に応用することなど、分野の融合によって、これまでにはない新しいテクノロジーを生み出されることが特徴です。
　近い将来、このような素材が医療の現場で使われたら嬉しいですね。