2016年6月30日木曜日

6_138 STAP細胞 2:条件変更

 STAP現象が起こったという新たな報告を見て、どのような視線で研究をみるかが大切だと思いました。功を焦って虚偽に走るか、素直に愚鈍に納得するまで実験を続けるか、他人の失敗を利用するとか、いろいろな行動があるようです。

 前回、STAP細胞に関する新しい報告があった、ということを紹介しました。この報告では、ある種のガン細胞(ヒト急性白血病T細胞)をある条件にしたら、万能性を持った、つまりSTAP現象(万能細胞化)がおこったというものでした。
 報告したハイデルベルク大学の研究グループは、なんらかのSTAP現象がおこったのであろうという前提に立って研究を進めようです。小保方氏のSTAP細胞の論文は撤回されましたが、それはSTAP現象がなかったということを意味しないと、彼らは考えたのです。もしSTAP現象が起こるのであれば、ガン研究や再生医療などに大きな可能性を秘めています。つまり、成功すれば大きな成果が期待できるのです。
 彼らの要領の良かったところは、すでに報告されている成果を利用した点です。小保方さんとハーバード大学の手法、また小保方さんの方法を理化学研究所が膨大な費用と人材をかけておこなった再現実験を有効に利用しました。そこからすでにわかっていた問題だけを抽出し、その問題点だけを突破する実験をしたのです。小保方さんらが使用していた液(緩衝液)が、充分に機能(緩衝能)していなかったので、その点を改良すれば成功する可能性が高いと考えました。
 独自に修正した酸性ストレスをかける方法(pH3.3という条件)で処理をした結果、STAP現象が起こったのです。ある種の細胞に死にそうなストレスがかかると、万能性を獲得するか死ぬかような極端な状態になるようです。細胞は万能性と死の境界をさまようことになります。何がその原因なのかという点が、今後の重要なテーマになります。
 もちろん、これからも手法やSTAP現象の再現性や再現率などの課題があるかと思います。小保方さんの手続きや報告の方法に問題が合ったのかもしれませんが、そもそもSTAP現象があるのかないのか、という一番根本的な点で「ある」と信じて研究を進めました。
 日本の世論は、小保方さんスキャンダルばかりに眼を向けていたような気がします。そもそもSTAP現象があるのかないのか、小保方さんは「STAP細胞はあります」の公言していました。しかしマスコミに踊らされて、もしそれが本当であったらという立場で、STAP現象を見なくなっていました。
 私は小保方さんという人は全く知りません。しかし、科学に携わる人は、根本的には好奇心にかられて研究をしている信じています。もし今までにない現象を見つけたら、それが本当かどうか、間違いではないかを自身で確認していくはずです。そして確認できれば、現象の存在を確信するはずです。
 もしその後、再現しなくなっても、最初の確信があったら、なんとか再現をさせようとするはずです。その点でもしかすると小保方さんは功を焦ったのかもしれません。もしそうなら小保方さんは反省すべきでしょう。しかし根本であるSTAP現象があったかどうか、の点は、ハイデルベルク大学の研究グループは信じたのです。そのが今回の報告となっていったようです。
 以前、私はエッセイで書きました。「もし、最初の痕跡が本当で、それを捉える試みが、今回の事件でタブーになったら、人類は大きな金脈を見過ごす可能性があります」と。

・発見のきっかけ・
科学の大発見のきっかけは、いろいろです。
私は、以前ある実験しているとき、
誤差(汚染程度)がどの程度あるかを調べていて、
ものすごくいいデータが出てきたので驚いたことがありました。
データは正しかったのですが、原因を追求しました。
すると原因は、学会発表の準備で
実験室の人の出入りが少なくっていたため
実験室が清浄な条件が出現したのです。
そのような状況があったので
原因を簡単に気付きました。
現象には、なにかの要因が働いて、
ある特別な条件が出現することが起こりえます。
原因がわかれば、その条件を利用、
改善すればいいのですが、
そこいたるまで、非常に労力を使うこともあります。
小保方さんは、それを端折ったのかもしれませんね。

・天候不順・
北海道は、先週末には大荒れで、
寒いほどの天気でした。
その後は、心地よい初夏の天候となりました。
北国の突き抜けるような青空が心地いいです。
ただし週末はまた天気がよくないようです。
今シーズンは、これまで天候不順で日照時間は少なく、
晴れの日も少ないという予測もでているようです。
どんな夏になるかが心配です。
ですから、今の青空を心ゆくまで味わっていきましょう。

2016年6月23日木曜日

6_137 STAP細胞 1:その後

 最近、STAP細胞について、いくつかのニュースがありました。しかし、日本のメディアでは、なぜか全く話題になりませんでした。少々不思議な気がします。ですから私の専門ではないのですが、あえてSTAP細胞の話題を取り上げたいと思います。

 STAP細胞の事件は、2014年1月、イギリスの一流科学雑誌「ネイチャー」に掲載された論文が発端になります。その合成率や機能などすごい成果で、今後の展開がだれもが期待できるようなものでした。その上、研究中心となった小保方さんは若い女性でキャラクターもメディア受けしたので、一気に話題の人物になりました。
 一方、STAP細胞の研究をフォローしていた研究者間では、論文の画像などに不正や捏造などの疑いがあることがささやかれていました。やがてそれが公になり、メディアも取り上げ、小保方さんはヒロインから一変でしたスキャンダルの中心人物になりました。
 メディアに促されるようにして、理研がSTAP細胞の再現実験したところ、STAP現象は、再現できませんでした。また小保方さんのいくつかの論文において、捏造、剽窃などがあったことなども明らかになりました。その結果、小保方さんは、社会的にひどい制裁を受けることになります。
 2014年末、私は、「6_125 2014年を振り返る:STAP細胞はなんだったのか」というエッセイを書きました。「小保方さんも、なんらかの漠たる証拠をとらえたのではないでしょうか」として、本当は最初の段階でSTAP現象があったのではないかとも書きました。
 2016年1月に小保方晴子さんの著書「あの日」が出版されました。私は読んでいないので、内容についてコメントは差し控えます。この著書については、一部マスコミがとりあげましたが、あまり大きな話題にはなりませんでした。
 一時の過剰なマスコミに反応により、日本ではSTAP細胞に関する研究については、アレルギーやタブー視されているようです。研究成果があったとしても、ほとんど報道されなくなりました。
 そんな中、STAP細胞で最近重要な成果がありました。2016年3月10日に、ドイツのハイデルベルク大学の研究グループが、STAP細胞について論文を発表しました。タイトルは、
Modified STAP conditions facilitate bivalent fate decision between pluripotency and apoptosis in Jurkat T-lymphocytes
(修正されたSTAP条件がジャーカット T Tリンパ球における多能性とアポトーシスに二極化した運命的決定を促進する)
というものでした。
 ジャーカット T リンパ球とは、ヒトの白血病T細胞のことで、一種のガン細胞です。多能性とは、将来どんな細胞にでもなれる能力のことで、万能性もった細胞、STAP細胞と呼ばれるものです。アポトーシス(apoptosis)とは、より良い状態に保つために積極的に起こる自滅的な細胞の死のことです。
 この研究によると、ある条件(STAP条件と呼んでいる)にすると、細胞は死んでしまうものもあるが、多能性をもつものもできるということです。つまり、STAP現象があったということを報告したのです。
 この報告には、いろいろ考えさせれられることがありました。それは次回としましょう。

・天候不順・
北海道は、天気が悪く肌寒い日々が続いていました。
ここ数日、やっと暖かくなってきました。
この時期に天気がよくなると、
エゾハルゼミがいっせいに鳴き出します。
エゾハルゼミミの大合唱が北海道の初夏の風物です。
今年のエルニーニョの影響が
まだ残っているのでしょうか。
少々不安定な天候が続いています。
夏は暑くなるのでしょうかね。

・教員採用試験・
教員を目指す学生は、
今週末が北海道や札幌の教員採用試験があります。
そのため、4年生は落ち着かない日々を過ごしています。
現役生は、筆記でなんとか合格を勝ち得ることが
最初の一歩になります。
2次試験は努力も必要ですが、
経験も問われるので、
現役生にはなかなか難しくなります。

2016年6月16日木曜日

5_141 太陽系外物質 4:超新星のシャワー

 これまで太陽系外の物資について、いくつかの報告事例を紹介してきました。今回紹介するのは、今年春の最新情報です。太陽系外の物質の発見でも、素性や年代などが、かなり限定されたものでした。

 このシリーズの最後は、2016年4月7日付のイギリスの科学雑誌ネイチャーで、ワルナーたち(Wallnerほか)報告した、太陽系外物質の発見についてです。報告は最新のものなのですが、現象が起こった時期は、古いものでした。物質が由来した現象が、なかり限定されたものでしたので、重要性があります。
 報告は、太陽系の近くで起こった超新星爆発の痕跡を発見したというものです。この報告の解説では、地球が超新星爆発によるシャワーを浴びたと表現しています。ただし、太陽系外物質を見つけて分析したというわけでありません。物質を限定しないまま、ある元素を見出し、超新星の痕跡を見つけているのです。多分、何らかの物質として飛来したのでしょうが、物質を分離することなく元素の分析だけされました。
 60Feという放射性核種があります。この60Feの半減期は260万年なので、もともとの太陽系の素材にもあったかもしれない核種ですが、今ではすべて崩壊してなくなっています。つまり、地球では存在しない核種になっています。もし地球のいずれかの物質から発見されれば、それは「最近」飛来したことになります。
 60Feが形成されるような現象は、宇宙空間では超新星爆発です。このような超新星爆発は、確率的には地球近傍、約100パーセク(300光年ほど)内では、100年に2回ほど起こる比較的頻発する現象だと考えられています。超新星爆発で60Feが合成され、なんらかの粒子(著者らは星間粒子を想定しています)として、太陽系、そして地球に飛来したと考えています。
 この60Feの半減期は260万年で、現在の分析精度では1000万年前くらいのものまでなら検出できます。そこで、ワルナーたちは深海底の堆積物の60Feの分析をしていき、検出に成功しました。60Feが見つかった地層の年代は、150~320万年前と650万~870万年前でした。その時代に超新星爆発があったこと、なおかつ何度も起こっていることが、実証されたのです。
 天文学から超新星爆発の確率は推定されていて、実際に超新星爆発という現象も、歴史時代から近年まで、何度も確認され観察もされています。ですから超新星爆発が現実に起こっていることは、みんな知ってはいます。でもあまりに遠くの出来事なので、なかなか実感することができない現象でもあります。そもそも超新星爆発という現象で、物質として地球にまで到達するのかどうか、まして検出できるものが地球に存在するのかどうはだれも調べていませんでした。それを今回の報告が実証したのです。
 地球、あるいは太陽系は、やはり銀河の一員であり、隣近所からの影響を、現在も受け続けていることを、再確認させてくれる報告でした。

・銀河の一員・
今回、着目されたのは、放射性元素でした。
半減期が短かれば
地球にもともとあったものの影響(汚染)は除けます。
同様の発想をすれば、
もっと他の元素でも同様の痕跡を発見できるはずです。
核種を用いれば、多様な超新星爆発などの現象を
見出することもできるかもしれません。
そんなチャレンジをする研究者もきっといることと思います。
そしてそんな報告が増えれば、
地球は銀河の一員で、近隣の天体との関係が
過去から現在、そして未来に渡って続いていることが
もっと鮮明に描かれることでしょうね。

・出張続き・
6月から7月の頭まで、出張が続きます。
1泊のものもありますが、
日帰りの出張も多く、体力的には疲れます。
長短いれれば、毎週どこかに出ています。
今週は2回あります。
肉体的な疲れは寝れば治まります。
でも、精神的疲れはなかなか抜けません。
ですから私は出張は気分転換でもあると
割り切って出張しています。
もちろん手抜きをするという意味ではありませんよ。

2016年6月9日木曜日

5_140 太陽系外物質 3:スターダスト

 太陽系外からの物質が、かなり以前から隕石から見つかっていたことは、前回紹介しました。今回は、新たな場所から太陽系外粒子が見つかったという報告です。これまでも、そしてこれからも長い時間をかけて研究されます。

 昔におこなわれプロジェクトの成果が、かなり後になって成果として報告されることが時々あります。今回紹介するものも、長い時間をかけてでてきた成果です。
 1999年に打ち上げられた無人探査機「スターダスト」がというものがあります。スターダストは、彗星(ヴィルト第2彗星)の尾の中に入りこんで、観測するというものです。そのとき観測だけでなく、試料を採取することも目的としていました。さらに、太陽系の星間にただよっている物質も採取するプロジェクトもおこなわれました。
 採取容器は、アルミホイルとシリカエアロゲルでできており、アルミホイルにぶつけシリカエアロゲルで停めて採るという仕組みです。問題は試料をいかにして地球に送り返すかですが、2006年1月15日に試料を入れたカプセルが、無事アメリカのユタ州のグレートソルトレーク砂漠に無事、着陸し回収されました。すごい高速での突入だったので、大気との摩擦でカプセルは火球になり、衝撃波も発生したのですが、少々風に流されましたが、ほぼ予定通りの位置に落下しました。すごい技術でした。
 届いた試料は、岩石の主成分(カンラン石、不明の珪酸塩、集合物)やアミノ酸の一種(グリシン)などがあったことはすでに報告されていたのですが、長年分析が続けられて、2014年8月15日にその結果がサイエンス誌に多数の共同研究者の連名で報告されました。
 50個以上の試料が採取されました。他にも、微小の粒子がぶつかった痕跡があったのですが、高速すぎたので収集容器内で蒸発したと考えられものがあります。しかし、ホイルの中には、まだ微小の粒子が残っているかもしれないと考え、今後も探していくとのことです。
 見つかった試料の内、7つは太陽系外から飛んできた可能性があるものだということです。見つかった7つのうち4つは、直径1μmにも満たない微小なものなのですが、そのうち3つには太陽系の星間物質には存在しないと考えらるイオウ化合物を含んでいました。これらは太陽系ができる数百万年前におこった超新星爆発によって形成されたものではないかと考えられています。
 7つのうち3つの粒子には、大きいものから「Orion」と「Hylabrook」、「Sorok」と名付けられたものがあります。いろいろな分析がなされているのでが、その量は、4から3ピコグラム(pg)です。ピコはマイクロ1000分の1のことなので、非常に微量だということです。それでも分析して成分を割り出しています。すごい技術だと思います。
 微小のものでは酸素同位体まで測定されていますが、大きな粒子についてはこれからの分析んなります。貴重な試料は、なくならない限り、さまざまな研究素材になります。ですから、最初の非破壊の分析で、データをとりつくしたら、消費、破壊する分析へと進みます。酸素などの微量成分では試料を蒸発させて使用していきますので、分析に用いたものは消滅します。
 眺めるだけでは、答えは得られません。勇気をもって分析をする必要があります。結果に期待しましょう。

・プレッシャー・
長年、化学分析に携わっていると
非常に貴重な資料を分析をするという
経験をすることがあります。
どんなに慣れ親しんでいる分析であっても、
それなりに緊張します。
慎重の上にも慎重におこないます。
私も、数週間かけて分離した貴重な鉱物が
一回の分析量しかないことがありました。
その分析は、失敗すると
今までの苦労がすべて水泡に化すという状況でしたが
幸いにも成功に終わりました。
私の場合は失敗しても、自分の苦労が無駄になるだけなのです。
今回のような試料は、巨額の国家予算を投じて得たものが
一度しか使えないのです。
それを、ひとり、あるいは数人の研究者に託されるのです。
託された研究者は、失敗ができないという
プレッシャーはいかほどのものでしょうか。
その先には大発見があるかもしれませんね。

・エゾハルゼミ・
今、エゾハルゼミがけたたましく鳴いています。
エゾの名称がついていますが、
本州から九州まで広く分布しているそうです。
本州にいる時は気にしていなかったのですが、
北海道では、街の近くでもけたたましく鳴きます。
最初に鳴くセミなので、かなり目立ちます。
音の風物としては、早朝にカッコウの鳴き声も
聞こえることがあり、なかなかいいものです。
そんな鳴き声が、北海道の初夏の風物詩となっています。
初夏といえば、YOSAKOIソーランです。
8日からはじまりました。

2016年6月2日木曜日

5_139 太陽系外物質 2:プレソーラーグレイン

 太陽系外物質は、かなり古くに発見されています。しかし、実際にその物質が太陽系外ものであり、その実態が明らかにされるのには、少々時間が必要になります。今回は最初の太陽系外物質となったプレソーラーグレインを紹介します。

 太陽系外からの物質の可能性は、1960年代には指摘されていましたが、1972年のシカゴ大学のクレイトン(Claytonほか)が、分析してアメリカのサイエンス誌に掲載されたものが、確たる地球外物質の発見となります。その後、1990年代になってからその実態が詳しく報告されてきました。
 その地球外物質がみつかったのは、ある種の隕石(炭素質コンドライトというタイプ)からでした。地球外物質は、プレソーラーグレイン(presolar grain)と呼ばれるもので、太陽系(ソーラー)ができる前(プレ)の粒子(グレイン)という意味です。以前にも、「1_25 プレソーラーグレイン」(2003年8月28日)のエッセイで紹介したことがあります。
 太陽系はできた直後に多くの粒子がいったん溶融するような高温の状態になり、太陽系の素材となった物質が均質化され、太陽系ブレンドができました。しかし、そんな条件の中でも、溶けることなく生き残った粒子がありました。それがプレソーラーグレインとなります。
 通常の隕石は、太陽系の高温時にとけた物質が、結晶化したものが集まってできています。高温のものから結晶化していき、隕石中に各種の鉱物の組み合わさった塊(コンドリュールと呼ばれている)が含まれています。そしてその周囲に最後まで結晶化しなかったような物質が集まり、隕石となっています。このような最後に集まった基質の部分は、マトリックスと呼ばれています。これらのいろいろな段階に形成されたものから、隕石の形成過程を知ることができます。
 では、プレソーラーグレインはどこに存在するのでしょうか。最後まで小さな粒として存在したようで、隕石ができたとき周辺の細かな物質が集まった基質の中から発見されました。
 最初は3つの種類の鉱物が発見されました。炭化珪素(シリコンカーバイト、SiC)、ダイヤモンド(Diamond、C)、そしてグラファイト(Graphite、C)でした。その後、新たにコランダム(Al2O3)や炭化チタン(TiC)なども発見されてきました。非常に小さな鉱物で、数μmから数nm(ナノメートル)くらいしかありません。プレソーラーグレインが地球外の成分であることは。酸素(O)の同位体以外にも、キセノン(Xe)、ネオン(Ne)、炭素(C)、窒素(N)、けい素(Si)など、いろいろな元素で異常が見つかっていることから、検証されました。
 プレソーラーグレインは、太陽系の材料が、どのようなものから由来しているかを知るためには重要な情報になります。プレソーラーグレインからは、多様な星の終末の状態のものが見出されました。ひとつの起源ではなく、どうも太陽系の材料は、いろいろなものが混在していたようです。
 小さな粒子ですが、分析技術が進んできているので、「もの」さえあれば、かなり詳しく分析が可能となってきました。ですから、まずは探すための目的意識からスタートして、そして実際に「ものを見つける」努力と幸運さも必要なのようです。知恵と幸運の両者がそろって、はじめて成功を納めることができるのですね。

・結びついた思い出・
私が博物館にいたときプレソーラーグレインを展示に使うために
クレイトンと共同研究者でもあった、
甘利さんと連絡をとりました。
プレソーラーグレインは顕微鏡や電子顕微鏡でし見えない、
非常に貴重な資料です。
甘利さんは、快く電子顕微鏡の写真を提供いただきました。
私は、小さいので直接プレソーラーグレインを
見たことはないのですが、
プレソーラーグレインのことを考える時はいつも
会ったこともないのですが、
なぜか甘利さんのことを思い出してしまいます。

・心地よい季節・
いよいよ6月です。
北海道は5月中旬から一気に春から初夏になり
心地よい青空が広がります。
早朝の畑の中を歩いてくるのですが、
そんな快晴の日は、本当に心地よくなります。
北海道に住んでよかったと思える季節です。
先週末同窓会で支笏湖畔の温泉に一泊しました。
両日とも雲ひとつない快晴で、
高原のカルデラ湖ごしに見る山並み、
そんな景色が一番のごちそうでしたが、
もちろん、40年ぶりの同窓生のと邂逅も
勝るとも劣らない感動でしたが。