2016年「生理学・医学賞」は誰の手に? 日本科学未来館がノーベル賞予想

2016年「生理学・医学賞」は誰の手に? 日本科学未来館がノーベル賞予想

[写真]今年のノーベル賞は誰の手に?(ロイター/アフロ)

 2016年のノーベル賞発表まで一週間を切りました。10月3日の生理学・医学賞を皮切りに、4日には物理学賞、5日化学賞と自然科学3賞を発表。平和賞は7日、経済学賞は10日です。昨年は大村智氏が生理学・医学賞、梶田隆章氏が物理学賞を受賞するなど、一昨年から2年連続での日本人受賞が続いています。日本科学未来館では毎年、その年の自然科学系3賞を受賞するにふさわしいと思う研究テーマ・研究者を紹介しています。同館の科学コミュニケーターが注目する研究を、ここ数年の受賞分野の傾向と合わせて紹介します。

 今回は生理学・医学賞について、3つの研究を紹介します。生理学・医学賞は「病気の解明や治療法の開発」、「生命科学の研究に欠かせない技術の開発」、「生命の基礎メカニズムの解明」といった研究が毎年の受賞テーマになっています。生命に関するテーマが毎年受賞しています。今年はいったいどんな研究に与えられるのでしょうか。

■小胞体ストレス応答機構を解明

森和俊(もり・かずとし)博士/ピーター・ウォルター(Peter Walter)博士

 私たちの身体を構成するもので、水分の次に多いのはタンパク質です。筋肉などのパーツはもちろん、消化などの化学反応を助ける酵素まで、さまざまな形のタンパク質が身体の中で働いています。タンパク質の多くは、細胞の中の小胞体と呼ばれる小部屋の中で作られます。

 小胞体は、24時間365日休むことがないタンパク質の製造工場。タンパク質が正常に働くためには、小胞体の中で、タンパク質が正確に形作られることが重要です。ですが、工場でつくる製品に不良品があるように、小胞体でも不良品タンパク質ができてしまうことがあります。さらに、体調不良などで身体がストレスを受けた状態になると、不良品タンパク質が増えて小胞体の中に溜まります。この状態を「小胞体ストレス」と呼んでいます。

 しかし、私たちの細胞には、そのトラブルに対応するための素晴らしいしくみが備わっています。それを「小胞体ストレス応答」と呼びます。小胞体は、不良品の蓄積を発見すると、新しいタンパク質の生産をストップします。そして、不良品の修理を強化し、それでもどうにもならない場合は、最終的にはスクラップして不良品を一掃します。こうして工場で生産されるタンパク質の品質を保っているのです。森博士とWalter博士は、このタンパク質製造工場の品質管理のしくみを解明しました。

 さらに最近では、この品質管理がうまくいかなくなると、がんや糖尿病などの様々な病気を引き起こすことがわかってきました。今後、小胞体の中で起きている現象を調べていくことで、これらの病気の新しい治療法が見えてくる可能性があります。

◎予想=科学コミュニケーター・鈴木啓子、毛利亮子

■アレルギー反応機構を解明

石坂公成(いしざか・きみしげ)博士、坂口志文(さかぐち・しもん)博士

 アレルギーは免疫の過剰反応です。免疫は自分でないもの(=異物)を攻撃する身体の仕組みです。病原体やがんなど攻撃しなくてはならないものだけを攻撃してくれれば良いのですが、私たちの身体は完璧ではありません。自分自身を誤って攻撃してしまったり、花粉や食べ物などの攻撃する必要がないものに過剰に攻撃してしまうことがあります。まさにこの後者の、大した脅威でもないものへの過剰な攻撃が「アレルギー」です。

 自分でないものを攻撃する際にはさまざまな細胞が連携して働きます。その中でB細胞は「抗体」という飛び道具を使う攻撃部隊です。抗体にはいくつか種類があることが分かっており、石坂博士はその中のひとつ「IgE抗体」を発見しました。そしてIgE抗体がくしゃみや鼻水などのアレルギー症状の引き金となっていることを明らかにしました。

 一方、坂口博士は免疫機構の攻撃を抑える「制御性T細胞」という重要な細胞を発見しました。制御性T細胞は、アレルギーを引き起こすタンパク質(アレルゲン)への過剰な攻撃を抑えることができます。実際にアレルゲンに反応する制御性T細胞が少ないことがアレルギーの原因になっていることが分かってきています。

 まさに現代病の代表格とも言えるアレルギー。治らないものだと半ば諦めかけている方も多くいらっしゃるのではないでしょうか。しかし、アレルギーの仕組みを明らかにした石坂博士と免疫機構を制御する細胞を発見した坂口博士の功績によって、アレルギーを治せる時代はすぐそこまで来ているのです。

◎予想=科学コミュニケーター・石田茉利奈

■遺伝子治療の概念の提唱とその臨床応用

セオドア・フリードマン(Theodore Friedmann)博士、アラン・フィッシャー(Alain Fisher)博士

 遺伝子治療は、遺伝子の変異が原因で起こる病気に対する有望な治療法の1つです。私たちの体は、遺伝子の情報をもとに体の中で働くタンパク質を作りますが、この遺伝子情報が変わってしまうと、あるべきタンパク質が作られないなどの異常事態が起こり、病気につながります。遺伝子治療では、ウイルスなどに由来する「ベクター」を使って外から正常に機能できる遺伝子を送り込むことで、変異が起こっている遺伝子の働きを補います。

 遺伝子操作技術が現実的になってきた1960年代には遺伝子治療のアイデアは出ていましたが、フリードマン博士はまだ夢物語の域を出ていなかった1972年に、遺伝子治療の研究の意義や倫理的な配慮まで含めた今後の研究の在り方を示した論文を発表しました。遺伝子治療のその後の発展を支える基礎となった論文です。

 細胞や動物を使った基礎研究の成果をもとに、90年代にはいくつもの臨床研究が行われました。しかし、期待通りの効果が見られなかったり、従来からの治療法である薬も中断せずに遺伝子治療が行われたため、効果が見られても本当にそれが遺伝子治療によるものなのかが判断できなかったりして、遺伝子治療は大きな壁にぶつかります。追い打ちをかけるように、99年には副作用による死亡事故も発生し、人々の間に失望と不信感が広がりました。

 そんななか、2000年に実際の患者さんを対象に、世界で初めて遺伝子治療の効果を「科学的に」実証したのがフィッシャー博士です。症状の改善を確認した後も、重い副作用をできる限り避けられるよう、治療の肝となるベクターの改良を続け、治療の安全性を高めました。

 現在、多くの病気で遺伝子治療による根治の可能性が広がっています。欧米では数年前に遺伝子治療用のベクターが医薬品として認可されました。遺伝子治療はもはや「研究」の域を超え、普及と展開の時期に入りつつあるのです。

◎予想=科学コミュニケーター・浜口友加里

10月3日午後6時半から発表

 ノーベル生理学・医学賞は10月3日午後6時半(日本時間)から発表されます。今回紹介した3つの研究については、日本科学未来館の科学コミュニケーターブログでより詳しく解説しています。予想が当たっても当たらなくても、これを機会にご紹介した研究・研究者にも興味を持っていただけたらと思います。

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◎日本科学未来館 科学コミュニケーター 高橋麻美(たかはし・あさみ) 
1988年、愛知県生まれ。磯遊びとダイビングが趣味で、生物を使った科学コミュニケーションが得意。琉球大学大学院理工学研究科を修了後、2013年より現職

《関連リンク》
・アレルギー反応(抗体)(http://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201609082016-ige.html)
・アレルギー反応(制御性T細胞)(http://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201609082016t.html)
・小胞体ストレス応答(http://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201609152016-4.html)
・遺伝子治療(http://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201609202016-2.html)