未来を創るトピックス
ー 研究成果に迫る ー

特に今回の研究は実験による観察と理論面における計算の双方を組み合わせた点に意義があると考えています。まずメカニズム的なところでは、光化学反応による薬剤性光線過敏症はタンパク質の中にケトプロフェンが入り込んで、そこに光が当たった際にどのような反応が起きているかというメカニズムなのですが、タンパク質というのは非常に複雑な構造をしています。ケトプロフェンが取り込まれるのは、血中で薬剤分子を運ぶ役割を持つヒト血清アルブミンというタンパク質と考えられています。ヒト血清アルブミンはアミノ酸が約600個も連なった構造をしていて、それらのどこにケトプロフェンがいて、光が入ってきた時にどのような反応を示しているかを捉える方法というのは、実験的な手法が確立されていないので、それ自体の難易度が非常に困難です。
そこで私は実験面では過渡吸収分光法という分光学的手法を用い、さらに理論面では分子動力学計算を行い、それらの結果を組み合わせた解析手法から、タンパク質中でのケトプロフェンの光化学反応の初期過程を明らかにしました。

こうして後から話してみると、そんなことかと感じられるようなこともあるのですが、何度も実験を繰り返し、予想される範囲に数値が収まらない中で、いったいどこに原因があり、どういう対策をすれば良いのかを見極めながら、信頼できるデータを取得するまでに苦労を重ねました。さらにそこから数多いアミノ酸で構成されるヒト血清アルブミンのどこにケトプロフェンが取り込まれ、どういう反応をしているのかを推測するための分子動力学計算を行っていったのですが、これも研究室では初めてのアプローチだったため苦労しました。けれども、こうしてこれまでやったことのない挑戦を重ね合わせることで、これまでにない研究成果を導き出せたのだと思います。

私自身、学生時代から研究室では自分の手で実験装置を開発しろと鍛えられてきました。もちろんそれは研究に直接役立てられる装置を開発できるという面で非常に自由度が高い試みではありますが、一方で先ほどお話ししたように、実験結果のどこに問題があるのか、さまざまな可能性を検討しなければならず、非常に難度の高い挑戦ではあります。正直に言えば、どこまで行っても不安はある方法です。しかし、プローブ光の例で紹介したように「原因はこれかもしれない」と推測し、対処を施し、目論見の通りに修正をはかれた時の楽しさは非常に大きなものがあります。また、こうした装置を組み立てられるからこそ、人が見出してこられなかった観測結果や研究成果にめぐり合うこともできるのです。
今回の実験結果がたちまち薬剤性光線過敏症の対策に結びつくわけではありませんが、それでもこういう分野の研究をしている以上、将来的に自分が発見した知見が、より良い薬剤分子の開発などにつながってくれたら良いなという気持ちはもちろんあります。

もっと広い範囲でこれからについて考えると、過渡回折格子法という分光学的手法を用いた研究では、分子レベルでの拡散現象について光を使って知ることができます。それは生体内における分子の動き、反応を観ることができる手法ということですので、分子の動きに対するより正確な観測手法を確立していく中で、生体内での薬剤分子の挙動の理解、病気の原因解明につながるような現象の見極めに研究をつなげていければと思います。
私たちが取り組んでいるのは基礎研究という領域で、すぐさま何かの役に立つというものではありません。けれども、基礎研究から得られる知識は長期的には新しい技術や治療法の開発に不可欠です。分光学的手法を含む新しい研究手法の開発は、これまで科学では解明できなかった現象の解明という成果をもたらし、自然界の複雑な現象への深い理解を促します。科学が進歩したとはいえ、自然現象については、いまだほとんど明らかになっていないと思います。研究を通して、自然現象を少しでも明らかにするためには、地道な仕事が必要です。しかし、誰も気付いていない自然現象を自分が世界で初めて発見して、その現象を理解し、発信するというのは、この上なく貴重な経験となります。大学生や大学院生とは、そのプロセスを一緒に楽しみつつ、ともに研究に向き合っていきたいと思っています。