2023年のノーベル化学賞は，「量子ドットの発見と合成」の業績で米マサチューセッツ工科大学のムンジ・バウェンディ（Moungi Bawendi）教授，米コロンビア大学のルイス・ブルース（Louis Brus）教授，旧ソビエト出身のアレクセイ・エキモフ（Alexei Ekimov）氏の3氏に贈られる。 高性能ディスプレー，安価な太陽電池，体内の物質動態を追いかける蛍光マーカーなど，今，極めて幅広い技術に応用されつつあるのが量子ドットだ。量子ドットとは，直径が数ナノメートルから数十ナノメートル（ナノは10-9，つまり10億分の1）ほどの半導体の微粒子のことだ。 物質をナノサイズに縮めると，中の電子が狭い範囲に閉じ込められ，物質の特性が大きく変わることは，量子力学が確立して間もない1930年代から理論的に予測されていた。 1980年代前半，旧ソ連の研究者エキモフ氏は，塩化銅を同じだけ添加した色ガ

2023年のノーベル物理学賞は「物質中の電子ダイナミクスを研究するためのアト秒パルス光の生成に関する実験的手法」に対して，米オハイオ州立大学のピエール・アゴスティーニ（Pierre Agostini）名誉教授，マックス・プランク量子光学研究所のフェレンツ・クラウス（Ferenc Krausz）教授，スウェーデン・ルンド大学のアンヌ・ルイリエ（Anne L’Huillier）教授の3氏に授与される。 電子は文字通り目にもとまらぬスピードで物質中を移動する。その動きを撮影するカメラがあれば，様々な物理現象の解明や材料開発に役立つ。しかしそのためには，ごく短い時間だけ光る「フラッシュ」が必要だ。フラッシュが光る時間が長いと，その間に電子が動き回ってブレてしまう。 まず，1980年代の後半に原子のレベルで化学反応を捉える手法が登場した。フェムト（10-15，つまり1000兆分の1）秒だけ光るレーザ

2023年のノーベル生理学・医学賞は，新型コロナウイルス感染症（COVID-19）に対する効果的なmRNAワクチンの開発を可能にしたヌクレオシド塩基修飾の発見に対して，米ペンシルベニア大学のカタリン・カリコ（Katalin Karikó）非常勤教授と同大のドリュー・ワイスマン（Drew Weissman）教授に授与される。 mRNAワクチンはCOVID-19ではじめて実用化したワクチンだ。その構造は簡単で，脂質膜でできた100nmほどのカプセルの内側に人工的に合成された紐状のmRNAが閉じ込められている。COVID-19向けのワクチンの場合，mRNAにはウイルスの表面に突き出した突起部（スパイク）の設計情報が記載されている。 これまでのワクチンには，弱毒化生ワクチンや不活化全粒子ワクチンといった病原体をまるごと含むワクチンや，病原体の一部のタンパク質だけを培養細胞の中で合成した組み換えタン

テッポウエビが発する音によってカキの幼生を新たな岩礁に誘導できる カキ礁はかつて多くの海底を一面に覆って海水を濾過し，海岸線を安定に保ち，膨大な生物のすみかとなっていた。だが過去200年間に，底引き網漁船が世界のカキ礁の大半を破壊してしまった。そんななか，豪アデレード大学の研究チームが最近のJournal of Applied Ecology誌で，カキ礁の再建に役立ちそうな興味深い事実を明らかにしている。カキの幼生がエビが発する音を追いかけているのだ。 テッポウエビの発砲音 オーストラリアヒラガキの小さな幼生は海中を漂い，髪の毛のような繊毛を使って泳ぎながら，その後の一生を固着して過ごす硬い表面を探す。定着先としては他のカキの殻でできた大きなカキ礁が理想だが，近くにそれがない場合，幼生は砂地の海底の上をあてどなく漂い続ける。海底に孤立するはぐれ岩を見つけてすみ着けるのは，ごく一握りの幸運な

2022年のノーベル化学賞は，任意の有機分子を自在に結合して複雑な分子を簡単に作る「クリックケミストリー」の技術開発に貢献した米スクリプス研究所のシャープレス（K. Barry Sharpless）教授とデンマーク・コペンハーゲン大学のメルダール（Morten Meldal）教授，そしてクリックケミストリーを有毒な触媒を使わずに実現し，生体内で実行できるようにした「生体直交化学」の手法を開発した米スタンフォード大学のベルトッツィ（Carolyn R. Bertozzi）教授に授与される。 様々な機能を持つ分子の合成を目指す化学において，私たちの体内にある生体分子は常にお手本となってきた。生物が作り出す分子の形状をそっくりまねようと，これまでに様々な化学反応の手法が考案されている。しかしそれらは多段階の合成過程が必要で効率が悪かったり，特殊な方法で応用が利かず，ある特定の分子しか作れないとい

2022年10月5日 2022年ノーベル物理学賞：量子もつれ光子を用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究で欧米の3氏に 2022年のノーベル物理学賞は，量子もつれ光子を用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究で，仏パリ・サクレー大学のアスペ（Alain Aspect）教授，米のクラウザー（John Clauser）博士，オーストリア・ウィーン大学のツァイリンガ−（Anton Zeilinger）教授に授与される。 量子力学によれば，2つの物体を相互作用させることで，物理的な性質を相関させることができる。例えば2つの光子の偏光を互いに直交させる，量子コンピューターの量子ビット2つが同じ値を取るようにするなどで，これを「量子もつれ」と呼ぶ。単に性質が相関するだけなら珍しいことではないが，量子もつれが特別なのは，もつれ合った２つの物体の性質が，測定するまで具体的

2022年のノーベル生理学・医学賞は，絶滅したヒト族のゲノム解析と人類進化の解明における功績で，独マックス・プランク進化人類学研究所のペーボ（Svante Pääbo）教授に授与される。 我々はどこから来たのか。今から約７万年前にホモ・サピエンスの集団がアフリカを出て，世界各地に広がっていったというのが定説だ。ペーボ教授は，世界各地から出土した古代の骨に含まれるゲノム配列を解析して現代の人類のゲノムと比較。我々のゲノムに，すでに絶滅したヒト族（ホミニン）であるネアンデルタール人や，最近新たに発見したデニソワ人の遺伝子が残っていることを見いだした。このことはアフリカを出たホモ・サピエンスがネアンデルタール人やデニソワ人とともに暮らして混血していたことを意味しており，人類史研究に衝撃を与えた。 何十万年も前の昔の骨にもDNAは残っているが，その配列を読むのは難しい。DNAが細かくちぎれて変質し

2021年10月6日 2021年ノーベル物理学賞：気候変動モデルの構築と温暖化予測で真鍋淑郎氏ら２氏， 乱雑でフラストレーションがあるシステムの解明で伊パリージ氏に 2021年のノーベル物理学賞は地球規模の気候変動モデルを構築し温暖化予測に貢献した米プリンストン大学上席研究員の真鍋淑郎氏とドイツのマックスプランク研究所のハッセルマン（Klaus Hasselmann）氏，複雑系における隠れた秩序を明らかにしたイタリアのローマ・ラ・サピエンツァ大学のパリージ（Giorgio Parisi）氏の3氏に授与される。 気候モデルの開発と温暖化予測への貢献 コンピューター上で地球全体の気候をシミュレーションする「気候モデル」の計算プログラムは，気候変動の問題を議論するうえで欠かせないものになっている。二酸化炭素の排出量が今のペースで続くと100年後の地球環境はどうなるのか。異常気象の発生にはどの程度

2021年のノーベル生理学・医学賞は，温度受容体および触覚受容体を発見した功績で，米カリフォルニア大学サンフランシスコ校のジュリアス（David Julius）教授，米スクリプス研究所のパタプティアン（Ardem Patapoutian）教授の2氏に授与される。 温度受容体の発見 人間は，自分の周囲にある環境をさまざまな感覚を通じて把握している。たとえば視覚や聴覚，嗅覚の情報は，それぞれ目や耳，鼻の細胞にあるタンパク質のセンサーによって受容され，電気信号に変換されて脳へ伝わる。触覚や温度，痛みといった感覚も同様だが，センサーとなるタンパク質の正体は長らく不明だった。 ジュリアス氏らが痛みの感覚を発生させる受容体を突き止めたのは1997年だった。研究で着目したのはトウガラシの辛み成分であるカプサイシンだ。トウガラシのたくさん入った料理を食べると，口の中がヒリヒリと熱くなって痛みを生じる。カプ

今年のノーベル化学賞は，遺伝子を効率よく改変できるゲノム編集技術を開発した独マックスプランク感染生物学研究所のシャルパンティエ（Emmanuelle Charpentier）所長と，米カリフォルニア大学バークレー校のダウドナ（Jennifer A. Doudna）教授に授与される。 DNAを狙った場所で切断し，配列を組み替えることは，生命科学研究の基本技術の１つだ。かつては制限酵素を使って切断していたが，どこが切れるかは運まかせだった。90年代にDNAの特定の配列に結合する人工制限酵素が登場し，ピンポイントで切断する道が開けたが，目的の配列に合わせて酵素タンパク質を作る必要があり，手間も時間もかかった。今回化学賞を授与される2氏が開発したのは，DNAの狙った場所を迅速かつ簡単に切ることができる，極めて鋭いDNAの「ハサミ」だ。実験動物から作物まで，遺伝子組み換えの効率を飛躍的に高め，生物学

2020年のノーベル生理学・医学賞は，C型肝炎ウイルスを発見した功績で，米国立衛生研究所（NIH）のオルター（Harvey Alter）名誉研究員，カナダのアルバータ大学のホートン（Michael Houghton）教授，米ロックフェラー大学のライス（Charles Rice）教授の3氏に授与される。 世界保健機関（WHO）によると，慢性肝炎を起こすB型およびC型肝炎は，世界に3億人以上の患者がおり，年間130万人が死亡している。1960年代までは手術や輸血によって蔓延し，「輸血後肝炎」とも呼ばれた。1967年に米国立衛生研究所（NIH）のブランバーグ（Baruch Blumberg）氏が，オーストラリアの先住民の血清の中から，頻回の輸血を受けた患者の血清に反応するタンパク質を発見し，慢性肝炎の原因ウイルスの一部であることを突き止めた。後にB型肝炎と呼ばれる肝炎のウイルスで，ブランバーグ氏

2020年のノーベル物理学賞はブラックホールがこの宇宙に実在することを理論と観測で示した理論物理と天文分野の研究者に贈られる。一般相対性理論の研究からブラックホールが現実の宇宙で必然的に生じうることを1960年代に示した英オックスフォード大学のペンローズ（Roger Penrose）名誉教授と，天の川銀河の中心を周回する天体を1990年代初めから長期的に観測して巨大ブラックホールが存在することを明らかにした独マックス・プランク地球外物理学研究所のゲンツェル（Reinhard Genzel）教授とカリフォルニア大学ロサンゼルス校のゲズ（Andrea Ghez）教授の3人。賞金1000万スウェーデンクローナ（約1億2000万円）の半分がペンローズ氏に，残り半分がゲンツェル，ゲズ両氏にそれぞれ贈られる。 星がつぶれてだんだん小さくなり，ブラックホールになる過程を図に示す。最初は星の表面から出た光

昆虫学者でさえ我慢できない いまは現役を退いている昆虫学者のベッター（Rick Vetter）は，誰もが自分のようなクモ好きではないことは理解している。だが，6本脚の昆虫を喜々として調べている仲間の昆虫学者のなかにも，8本脚の蛛形（しゅけい）類は大嫌いな人がいることを知って驚いた。 ベッターがクモに対するこの嫌悪に初めて気づいたのは，カリフォルニア大学リバーサイド校に在職していたころのこと。同僚のなかには，ベッターが飼っているドクイトグモやクロゴケグモを見て恐怖で後ずさりする人もいた。 興味を抱いたベッターはクモを怖がる昆虫学者41人にアンケートしてクモ嫌いの程度を調べた。ほとんどは単に嫌いという程度だったが，なかには本格的なクモ恐怖症に相当する人もおり，この結果をAmerican Entomologist誌に報告した。恐怖症患者によくあるように，クモ嫌いの科学者の多くも子供時代のトラウマ

2019年のノーベル物理学賞は私たちの宇宙観に大きな転換をもたらした宇宙分野の研究者に授与される。現在のビッグバン宇宙論の基礎を1960年代半ばに築いた米プリンストン大学のピーブルス（James Peebles）名誉教授と，太陽以外の恒星の周りを回る太陽系外惑星（系外惑星）を1995年に初めて発見したスイス・ジュネーブ大学のマイヨール（Michel Mayor）名誉教授，ケロー（Didier Queloz）教授（英ケンブリッジ大学教授を兼務）の3氏。賞金900万スウェーデンクローナ（約9800万円）の半分がピーブルス博士に，残り半分がマイヨール，ケロー両博士にそれぞれ贈られる。 時空を総覧する　　約138億年前に宇宙，つまり私たちが存在している時空が誕生してから起きた主 な出来事を示すイメージ図。インフレーションによって空間が急膨張したように描かれているが，今から 数十億年前からも宇宙は加

酸素はほとんどすべての動物の生命維持に不可欠だ。2019年のノーベル生理学・医学賞は，細胞が周囲の酸素レベルを感知し，それに応答する仕組みを解明した米ジョンズ・ホプキンズ大学のセメンザ（Gregg L. Semenza）教授，英オックスフォード大学のラトクリフ（Sir Peter J. Ratcliffe）教授，米ハーバード大学のケーリン（William G. Kaelin）教授に贈られる。 身体が低酸素状態になると腎臓がエリスロポエチンというホルモンを分泌して赤血球を増やし，酸素の運搬能力を上げようとする。セメンザ教授はこの反応を制御する分子を探索し，肝細胞を用いた実験で，低酸素状態のときにエリスロポエチン遺伝子を活性化するタンパク質を発見。HIF-1（低酸素誘導因子，hypoxia-inducible factor 1）と名付けた。1995年にHIF-1の遺伝子を同定し，HIF-1αと

2017年のノーベル生理学・医学賞は，サーカディアン・リズム（体内時計）を生み出す遺伝子とそのメカニズムを発見した米ブランダイス大学のホール（Jeffrey C. Hall）博士とロスバシュ（Michael Rosbash）博士，ロックフェラー大学のヤング（Michael W. Young）博士の3氏に授与されることになりました。 人間の身体は，24時間のリズムで変化しています。活動や睡眠といった目に見える変化だけでなく，朝が来ると血圧と心拍数が上がり始め，昼には血中のヘモグロビン濃度が最も高くなります。夕方には体温が上がり，夜には尿の流出量が多くなります。真夜中には免疫を担うヘルパーＴ細胞の数が最大になり，成長ホルモンがさかんに分泌します。こうした周期のことを，サーカディアンリズム（概日リズム）と呼びます。一般には「体内時計」と言ったりもします。 概日リズムの研究は植物から始まりました。

2016年ノーベル化学賞は「分子機械の設計および合成」によって，仏ストラスブール大学名誉教授のJ.-P. ソヴァージュ（Jean-Pierre Sauvage，72歳），米ノースウェスタン大学教授のJ. F. ストッダート（J. Fraser Stoddart，74歳），蘭フローニンゲン大学教授のB. L. フェリンハ（Bernard L. Feringa，74歳）の3氏に贈られる。 微小機械というと半導体や金属を超微細加工したマイクロマシンやナノマシンを連想するが，今回の授賞対象となったのは物質の分子を個々の“部品”に使って組み立てえるタイプの機械だ。3氏はこの分野で先駆的な業績を上げた。 ソヴァージュは複数の環状分子が鎖のようにつながった「カテナン」と総称される分子集合体を効率的に合成する方法を1983年に開発した。カテナン自体は1960年に米国の研究者が初めて報告したものだが，実際に

2016年ノーベル物理学賞は「トポロジカル相転移と物質のトポロジカル相の理論的発見」によって，米ワシントン大学（シアトル）名誉教授のD. J. サウレス（David J. Thouless，82歳），米プリンストン大学教授のF. D. M. ホールデン（F. Duncan M. Haldane，65歳），米ブラウン大学教授のJ. M. コステリッツ（J. Michael Kosterlitz，74歳）の3氏に贈られる。賞の半分はサウレス氏に贈られ，残りをホールデン，コステリッツの両氏で分け合う。 物質が条件によって気相/液相/固相など，明確に異なる相（状態）を取る例はよく知られている。3氏は高度な数学理論を用いて，超電導体や超流導体，磁性薄膜など特殊な物質の相を研究した。特に，厚みが原子サイズと非常に薄く実質的に2次元と見なせる系や，原子が一筋の糸のように並んだ1次元の系に表れる性質だ。従

2016年10月3日 2016年ノーベル生理学・医学賞：「オートファジーのメカニズムの発見」で東京工業大学の大隅良典教授に 2016年ノーベル生理学・医学賞は「オートファジーのメカニズムの発見」で東京工業大学栄誉教授の大隅良典（おおすみ・よしのり，71歳）氏に贈られる。 オートファジーとはギリシャ語由来で「自分を食べる」という意味で，細胞が不要になった構成要素を自分で分解して再利用する仕組みのこと。例えば栄養不足状態に陥ると，細胞内部に脂質の膜でできた小さな袋が現れ，使わなくなったタンパク質や不要不急の細胞小器官をそこに呑み込んで，生きていくのに必要なアミノ酸などに分解して再利用する。この現象自体は1950年代から報告されていたが，具体的なメカニズムは謎のままだった。大隅氏は1980年代後半から酵母を使った研究を進め，1990年代初めにオートファジーに必要な遺伝子群を初めて明らかにして，オ

細胞は表面に付着した分子を入力として，これを一連の複雑な生化学反応によって処理し，ホルモン分泌や電気インパルスの発生といった出力を生み出している。著者ら合成生物学者たちは，細胞のこうした情報処理能力を利用して，人間が設計したプログラムを実行させようとしている。計数や足し算，データの記憶，基本的な論理演算を実行する細胞ができた。合成生物学が生んだ“細胞コンピューター”だ。通常の電子計算機と違ってノイズの多い化学信号を用いるほか，現状では機能を正確に予測できないなどの難点があり，デジタル装置に代わるものではないが，病気を診断・治療する細胞を薬として服用するなどの利用が可能になるだろう。 著者Timothy K. Lu ／ Oliver Purcell ルーはマサチューセッツ工科大学の准教授で，合成生物学グループのリーダー。同グループは生きた細胞へのメモリーや計算回路の組み込み，合成生物学の医学