日本農芸化学会創立100周年

明けましておめでとうございます

たまには真面目な話題でもということで日本農芸化学会創立100周年のお話。
年末に、農芸化学会から3月に行われる創立100周年記念式典・祝賀会の招待状が届いた。学会に籍を置いてはいるものの現役を離れて久しいこんな退職暇爺なんぞに、なんで招待状が来るのだろうと首をひねって、ああもしかしてと思い当たった。ぼくは在職中に農芸化学会フェローなるものに任命されているのでそのせいだろうと。フェローというのは農芸化学会の一般認知度を高めるための啓発活動の一環として、学会の広告塔としての役割が期待されているものだ。といいながらぼくは毎年会費を払う以外に何の具体的な貢献もしていなかったので、これはひとつご奉公をせねばということで、この記事を立てることにした。まあ微力といえばあまりに微力ではあるが何もしないよりはましだろう。

いつもながら長い前置きはさておき。日本農芸化学会は1924（大正13）年7月1日に設立されたので、今年でちょうど創立100周年となる。それを記念していろいろなイベントが企画されているが、その柱となるのが3月23日に東大駒場キャンパスで行われる記念式典であり、翌24日から27日まで東京農大世田谷キャンパスで行われる100周年記念大会だ。その他にもすでに「Visionary 100シンポジウム」とか、「FUTURE農芸化学100」などの記念事業がスタートしている。それぞれの詳細はリンクしているwebページを参照してください。

有機化学とか物理化学とか○○化学という学問領域はたくさんあり、よく知っているものも多いけれど、はて農芸化学って...。農業化学じゃなくてなんで「芸」なの？と思っている方は、この機会にぜひ学会webページをご覧になって、認識を深めていただきたいと思う。そして興味がわいたら、記念大会をのぞいてみてください。と、一会員からのお願いでした。

 
日本農芸化学会創立100周年記念式典・記念大会バナー

竜頭蛇尾

　白旗というタイトルにしようかと思ったが、それではあんまりなので。まあ、どう体裁を取り繕おうと同じことなのだけど。学び直し進捗状況も5回目となった。これが最終回、すなわちめでたく読み終わった。が、タイトルからわかるようにというか前回の報告で容易に予想されるように、ちっともめでたくない結末となった。

　全1400ページ余の最後までたどりついたとはいうものの、ぼくがまともな学習者でありえたのはどうひいき目に見ても半分までで、残りの半分はほぼ落ちこぼれの生徒のようだった。字面を追っていても全然内容が頭にはいっていかないのだ。ページをめくると前のことは全然覚えていないし、だから知識がつながらない。あ、こりゃ時間の無駄だわと気がついて、終わりの方はほぼ文章は斜め読みで図を眺めただけで終わった。

　分子生物学は身近な分野とはいっても、体系立てて勉強したことはなかったので、この本読みをはじめたのではあるが、さすがに原書講読は無謀だったか。最新版じゃなくてもいいから和訳本で始めた方がよかったかな。そう思って、大きな本屋へ出向いて日本語の類書をパラパラめくってみた。だがしかし。驚いたことに日本語で読んでもちっとも理解できないのだ。全然頭に残らないのは同じ。これは原書とか訳本という問題ではなく、そもそも理解に必要な生物学の基礎が身に着いていないのが原因だと思い当たった。前半は生化学っぽい内容だからついていけたけど、後半の生物学っぽい部分は、発ガンとか免疫とか断片的な知識がある一部を除くとほぼ全滅だ。必要な基礎知識がないからだ。

　もともと一回読みで理解できるつもりじゃなかったから、通読後は再読する予定ではあったが、これでは前半はともかく後半は同じことだ。というわけで予定変更してこの本はここで一旦終了とすることにした。気力が復活したら大学初級レベルの生物学から勉強のやり直しだな。なんかいい本ないかな。

 
1400ページ到達はしたものの... 

北海道石

　こういうネタは外せないよな。なんたって有機鉱物からなる新種の石が北海道石（hokkaidoite）と名づけられて正式に登録されたというニュースだ。鹿追町の山林から見つかったオパールの中に含まれていたのを、相模中研と阪大のグループの分析によって確認されたもの。

　有機鉱物というのは聞いたことがなかったが、通常の無機鉱物と違って有機化合物の結晶が岩石中に析出したもので、レアではあるがこれまで50種類くらい見つかっているのだそうだ。今回の北海道石に含まれるのは多核芳香族化合物の一種ベンゾペリレンの結晶で、自然光では淡い黄色だが、紫外線を照射すると黄色や黄緑色の鮮やかな蛍光を発する。それで見つかったということだろう。有機鉱物には単純なカルボン酸塩以外に、こういう蛍光性多核芳香族分子が見つかっていて、石油生成との関連が考えられるそうだ。

　それにしてもベンゾペリレンか。ニュースに化学構造式を入れてほしかったな。こういうとき絶対といっていいほど構造式が付されないのは残念だ。ペリレンはおもしろ化合物に出てきたかなあ。いや、そっちの記事にすべきだったかも（笑）。

 
 北海道石（NHK news webより）


ベンゾペリレン

四ヶ月経過

　学び直し進捗状況4回目（→前回）。セルサイクルにはいったところ。一段としんどくなってきて進捗というより生存報告といったほうがいいかも。ページ数だけは1026ページと1000ページを越えたものの、進捗して越えたというよりは、青息吐息で生きながらえてここまできたという状況だ。まあ簡単にはいかないとは覚悟していたけれど、頑張って読めていたのはミトコンドリアとクロロプラストの章までで、それに続くシグナル伝達、細胞骨格とくると、ひいき目に言っても斜め読みして図を眺めているだけという感じだ。

　理解できないというよりは、話が細かく多様で覚えきれないのだ。たとえば細胞内シグナル伝達機構は、膜結合受容体にリガンドが結合して、その刺激によって構造変化やリン酸化が起き、それが他のメッセンジャータンパク質を解離したり結合したり、修飾したり、はたまた伝達分子を放出したりのイベントが連なって情報が伝わってゆくのだが、さまざまな経路があって、いろいろな略号が飛び交い、混乱する。この略号が曲者で、MAPキナーゼというから、ああ、mitogen-activated proteinでMAPK、MAPKK、MAPKKKってやつねと思いきや、そうではなくmicrotubule-associated proteinで全然別物だったり。

　ぼくは有機化学屋なので、分子構造が目に見えていないと理解した気にならない。タンパク質のフォールディングや三次元構造まではともかく、タンパク質同士が相互作用で結合したり解離したり構造変化したりという模式図が出てくると、実際にどのアミノ酸残基がどう作用しているのかが気になる。実際には分子レベルで解明されてはいるのだろうが、教科書レベルではそこまで詳細には書かれておらず、はいこれはこうで、お次はこうで、とどんどん先へ進んでいくのに、心理的割り切りが追いつかない。

　そこへいくと、ミトコンドリアのエネルギー産生などはわかりやすくおもしろかった。ATP合成酵素は、プロトン流入によってローターが回転してそのエネルギーでATPを合成するという驚くべきメカニカルな仕組みだ。これを応用して電位差をATPに変えて貯蔵できれば、高効率蓄電池になるのでは。ATP駆動自動車が実用化できるかも。あ、馬車にすればいいのか（笑）。チーターも渡り鳥もATPのエネルギーで動いているのだから大したものだな。

 
↑ いまここ

三ヶ月経過

　進捗状況も3回目（→2回目）。半分が過ぎて794ページまできた。細胞内の膜、構造体と物質輸送などなどへはいる。話が細かくなって、知らないことばかりで、なかなかしんどくなってきた。総論や基礎は理解しやすいが、各論しかもミクロからマクロに話が移ってゆくこれからが胸突き八丁だなと思う。

　細胞が進化の過程でそれらの精緻な仕組みを作り上げてきた。何度も何度も驚かされてきたが、もう今はそれには驚かない。それは神様が設計図を引いているからに違いないからだ。しかし、その教科書に載っている巧妙なからくりは、すべて誰かが明らかにしたわけだ。こうなっているのではと推論して、なによりすごいことはそれをきちんと実験的に証明して発表した。それが一般的に受け入れられているからこそこうして教科書に載っているのだ。もちろん旧来の知見がその後ひっくり返されることはままあるが、それだって一連の研究の成果には違いない。

　たとえば、ER膜上でタンパク質に付加される糖鎖構造の構築。ドリコールリン酸に細胞質側から基底部の数残基が結合した後で、分子全体がフリップして未完成糖鎖がルーメン側を向き、残りの数残基が付加される。なんでそんなことになっているのか。そして誰がそんなことに気がついたのか。どうやって証明したのか、というかそんな重箱の隅みたいなことをなんで証明しようとしたのか。神様もすごいが研究者すごいと思う。そんな細かいことのほとんどがたかだかこの10年か20年の成果なのだ。いやほんとこの本おもしろい。ヘタな小説よりおもしろい。

　最近の主役の一つのER。日本語では小胞体と訳されるのが不思議だった。別にミクロソームという語があって、こっちは直訳すれば小胞体だ。なんで？と思っていたら、ERを実験的に取り出して試験管内で小顆粒状になったものがミクロソームすなわち小胞体なのだと知った。これは紛らわしくないか。ERは語訳して膜内網状体とかしたほうがいいんじゃね。

 
↑ いまここ（見慣れた図が出てくると安心する）

二ヶ月経過

　「学び直し」進捗報告その２。前回は300ページを越えたところだったが、それから1ヶ月で588ページまできた。遺伝子の複製に続いて、転写、翻訳、それらの調節というセントラルドグマの中心を概観し、一転して生体分子の分析法、観察法へと進んだところだ。

　いろいろ盛り沢山で相変わらず驚くことばかりだが、たとえば複雑な遺伝子転写の制御メカニズム。真核生物では数十から場合によっては数百のタンパク質が共因子として一度に働いていると。うーん、数百なんてどうみても話盛ってるだろうとしか思えない。数百人の人数に個別の指令を与えて共同作業を過たずしかも短時間にこなさせるとしたら、どれだけ訓練に時間がかかるだろう。タンパク質は神か。こんな複雑精緻な機構を細胞内にもっている人間が、なんで愚にもつかない過ちばかりおかすのだろうか。

　それはともかく、その仕組みのプリミティブなところで大腸菌のLacオペロンがでてきた。懐かしい。これは学部の講義で習った。発見されたのが1960年代後半だ。ぼくの学生時代は70年代半ばだから、当時は最先端の知識だったのだ。考えてみるとDNAからRNAを経てタンパク質への流れはさすがにそれ以前から知られていたものの、実際の詳細の解明はもっと新しく、たとえばエクソン、イントロン、スプライシングなどが見つかったのすら70年代後半だというからびっくりだ。学生時代にはまだ知られてなかったのだ。そりゃ昔の知識なんて役に立たないわけだよ。一事が万事こんな調子だ。それ以降どこかの段階で断片的に知識としては得てはいたものの、体系的かつ網羅的に学ぶ機会などなかったのも当然だ。今の学生がうらやましい。

　まあ、そんなことを知っただけでも学び直しの意味はあるということだな。こうなると学び直しというより学び始めといった方が的確だろうけど。

 
↑ いまここ

一ヶ月経過

　今年の目標の「学び直し」。まじめに進んでんのかいなと疑われないように途中経過報告を。ちょうど1ヶ月が過ぎて300ページを越えるところまできた。DNA複製のところで相同組換えの話がでてきたあたりだ。この本1400ページほどあるので全体の2割を少し超えたくらいだ。このペースでいくと5ヶ月くらいで読み終わる計算だが、もちろん一回通読するくらいで理解できるとは思えないので、再読三読くらいして今年中に終われば御の字だ。

　しかし、ここまででも何というか驚くことばかり。名前だけは聞いたことあるとか、知ってはいてもうろ覚えだったり、知識不足の分野だとは自覚していたけれど、正直言ってまったく知らなかったことの方がずっと多い。えーそうなの！と目が洗われることの連続だ。いやあ、こういうことをあらかじめ知っていたら、その昔ちんぷんかんぷんだった関連分野の研究発表なんかももっとずっと興味深く聴けたんだろうなと思うと、今さらながらずいぶん損をしていたんだなとつくづく思う。

　DNA複製だけみても驚くべき精巧な機構が組み合わされて、そのうえ何重ものエラー修復機構が備わっている。しかもそのシステムはアミノ酸、塩基、糖、リン酸というごく限られた数のパーツのみを組んでつくられている。驚嘆するほかはない。こんな精緻なマシナリーをいったい誰が考え出したのだろうと思ってしまう。どんなに精密な人工AIシステムだってこれに比べれば児戯のようなものだろう。これが簡単な有機化合物からなる原始スープから、生命の発生と途方もない進化過程を経てひとりでに最適化されてきたものだと。そんなこと信じられない。とうてい人知を超えている。全能の神が設計図を引いたに違いない。まだ20％か。こんなのは序の口でもっともっと驚くことがいっぱいあるんだろうな。

 
↑いまここ

カルボシステイン

　めったに風邪などひかないのだけれど、なぜかこの年末にどこからかもらってきて近所の医院にお世話になった。今回の主症状はほぼ咳と発熱だけで、処方されたのはトランサミン（トラネキサム酸）、カルボシステイン、コルドリン（クロフェダノール塩酸塩）の3種。薬は好きなので例によって調剤薬局の説明書きを熟読する。

　なかでもカルボシステインだ。聞いたことあるようなないような、前に処方されたことあったかな。わけのわからない名前の多い医薬品には珍しくストレートに化学的なネーミングなので好感が持てる。カルボシステインじゃなくてカルボキシシステインじゃないのかなと見当をつけてちょっとネットで検索してみたら惜しかった。S-カルボキシメチルシステインだった。それを舌足らずに短縮したのか。

　それにしてもこんな単純なものが何に効くのだろう。気になる効能は、痰を切れやすくするとのこと。なんで？そのメカニズムはとさらに調べると、気道粘膜で生成される痰の主成分であるムチンには粘性の低いシアル酸ムチンと高いフコムチンがあって、そのうちのフコムチンの割合を下げ、痰をさらさらにして排出しやすくする効果があるとのこと。なるほど、で、なんでそうなるの？その先のメカニズムはとさらにさらに調べたが、一般的な日本語検索ページでは残念ながら何も出てこない。

　なんでこんな単純な化合物がムチンの糖鎖構造の変化にかかわっているのだろうか。それが知りたい。リモートアクセス権で大学の文献データベースに入り込むことはできるがそこまでしてという気もするな。しかたがないので英語ページで検索し直してみると、DRUGBANK onlineの記事がヒットした（ちなみにcarbocysteineではなくcarbocisteineなのだった、なんで？）。その作用機構の項目に、細胞内シアリル転移酵素の活性を刺激することによりシアル酸ムチンとフコムチンの平衡を回復させるとあった。なるほどね。シアル酸転移酵素の活性増大が作用点なのか。ごていねいに引用文献もあったが、ひとまずその先は辞退しておく。きちんと納得しないと薬を飲んでも効いた気がしないのは因果な性分だと思うがしかたがない。

 
カルボシステイン（Wikipediaより）

生体直交化学って？

　昨日発表された今年のノーベル化学賞、「クリックケミストリーと生体直交化学の開発」によってベルトッツィ、メルダル、シャープレスの3氏が受賞。大方の予想を覆して2年連続有機化学畑からの授賞となった。これはもう前々から候補に挙がっていたし、独創性や応用性などのインパクトの大きさから文句なしのど真ん中としか言いようがない。有機化学・生化学のはしっこに連なる者なら知らぬ者のない、ぼくでも知っている、というかヒュースゲン環化は使ったこともある。この手法の開発によって、どれだけ生命現象の解明につながる生体分子認識研究が進展したかを考えると、遅きに失したといってもいいくらいだ。

　さてこの反応、現役時代に選んだ文献ゼミの論文にもしょっちゅう出てきたのだが、そのときに困ったのがこの中の「生体直交化学」という用語。初めに「bioorthogonal」という語に出くわしたときに、あれ何て訳すんだろうと考えた。辞書にはないし、いろいろ関連文献をさがしたら、ド直訳で生体直交（化学）と訳すらしい。なんだよそれ、意味わかんないだろと思った。意味するところは理解できるが、それがなんでorthogonalなんだろう。今回の解説をみて、これがベルトッツィ氏の造語だと知った。また難しい語をつくったものだ。クリック（化学）が直感的でわかりやすいだけに、よけいそう感じてしまう。原語はしょうがないにしても、もうちょっと適当な意訳語がないものだろうか。

　もちろんこのたびの授賞にケチをつけているわけではない。本当におめでとうございます。ただ、ヒュースゲンの名前が...と思ったら、亡くなっているんだ。残念。

 
ノーベル賞websiteより

リュウグウのアミノ酸

　はやぶさ２が小惑星リュウグウから持ち帰った砂から20種以上のアミノ酸が検出されたという数日前のニュース。これにはびっくり。わくわくして続報を待っていたけれど、それ以来なんの音沙汰もない。いろいろなニュースサイトを見てみたがいずれも大同小異で詳しいことがまったくわからない。単に生命活動に関係が深い有機物であるアミノ酸が20種類以上検出されたというだけだ。文部科学省への取材で分かったもので、生命の誕生に必要な材料がどのように供給されたか考えるうえで重要な成果とニュースでは持ち上げているが、しかしこれはちょっとフライングじゃないかな。

　アミノ酸は生体を構成する重要なパーツであるのは間違いないが、仮に地球外で生成したとしてそれだけが特異的に検出されたとは考えずらい。アミノ酸が20種以上も見つかったのならば、他の生体成分である有機化合物がたくさん検出されてもおかしくないし、逆になければおかしいだろう。そもそもそのアミノ酸がどういう分析手段で確認されたのかも明らかではない。20種というのがどういう分子種なのか、タンパク質構成アミノ酸は含まれているのか、D体かL体かとか知りたいことがいっぱいある。

　取材するにしてももうちょっと突っ込んで訊いてほしいものだよ。サイエンスコミュニケーターいなかったのだろうか。文科省の担当者も詳細は分かってないのかもしれないけれど。分析を行っている8チームが結果をまとめる段階に入っており、今後詳細データが論文で公表される見込みとのことなので、それを待つしかないのだろうな。

 
NHK NEWS WEBより