サイエンスジャーナル

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ノーベル賞

第63回ノーベル生理学・医学賞 エックルス・ホジキン・ハクスリー「神経細胞の末梢および中枢部における興奮と抑制に関するイオン機構の発見」

 人工知能と知能、その意外な共通点

 あと10年もすれば、人工知能が人間の仕事を奪うかもしれない。連日報じられる人工知能(AI)に関するニュースを聞くと、そんな不安がよぎる。すでに毎日の生活の中でAIは使われている。例えば、コールセンターのやり取りの一部は人工知能が行っているし、Amazonなどのネットショップで提案されるおすすめ商品や、興味関心に合わせて表示されるニュースを選んでいるのもAIだ。

 AIは人間の「考える」という機能を、機械を使って補うものといえる。AIはインターネット上やデータベースの中の大量のデータを一瞬で取り込んで処理し、答えを出す。ただ、答えを出すプログラムを作るのは人間だ。AIは電気信号を使って大量のデータの記憶、保存、検索、取り出しを行っている。では人間はどうやって、記憶や保存、検索などを行っているのだろうか?

 実は人間もAIと同じく電気を使っていると言ったら驚くかもしれない。これを生体電気という。生物に見られる発電現象のことである。最初に生体電気という言葉を使ったのはイタリアの生理学者L.ガルバーニ(1786)。彼はカエルの筋肉が2種の金属をつないだもの(電気ピンセット)に触れると収縮が起こることを発見し、その原因は生物電気であると説明した。


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第63回ノーベル化学賞 時代を変えた!ツィーグラーとナッタ「新しい触媒を用いた重合法の発見とその基礎的研究」

 プラスチックの歴史

 プラスチック(合成樹脂)は軽くてしっかりしているので、さまざまなところで使われている。コップやバッグ、衣類、ポリエチレンの袋...もはやプラスチックなくしては私たちの生活は成り立たない。プラスチックのゴミが問題になっているが、分別し、リサイクルをしっかりすれば問題ないと思う。

 プラスチックの主成分は、高分子(ポリマー)と呼ばれる長く連結した鎖状の分子でできている。例えば、ポリエチレンの「ポリ」はポリマーのことであり、ギリシャ語で「たくさん」という意味である。石油や天然ガスからつくられた「エチレン」という化合物が重合と呼ばれる反応によってたくさんつながったものがポリエチレン。この高分子の正体を初めて発見したのが、1926年ドイツのスタウディンガーである。

 では、プラスチックはいつどのように誕生し、どのように広がっていったのだろう?


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第63回ノーベル物理学賞 ウィグナー「パリティ対称性の発見」メイヤー、イェンゼン「原子核の殻構造に関する研究」

原子核の構造と魔法数の発見

 核子(nucleon)は、原子核を構成する陽子と中性子のこと。原子核とは原子の核であり、この中に一定数の核子(陽子と中性子)が含まれる。炭素の12Cであれば1つの核の中に6個の陽子と中性子を含む。 陽子も中性子もバリオンの一種であるため、核子もまたバリオンの一種である。

 原子核の中の陽子や中性子の数に規則性はあるのだろうか?陽子数 Z または中性子数 N が2,8,20,28,50,82,126の原子核は特に安定であることが実験的に知られており,これらの数を「魔法数」という。

 これらの原子核の結合エネルギーは大きく、安定した原子核を構成する。このような原子核を魔法核という。ヘリウム、酸素、カルシウム、ニッケル、錫(すず)、鉛などが知られている。

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2016年ノーベル化学賞は欧米研究者3人 授賞理由は「分子機械(マシン)の設計と合成による世界最小の機械開発」

化学賞は分子機械の欧米3氏に

 スウェーデンの王立科学アカデミーは10月5日、2016年のノーベル化学賞を機械のような動きをする分子の設計と合成に成功した米国、フランス、オランダ3国の3人の研究者に授与すると発表した。3日に医学生理学賞受賞が決まった東京工業大学の大隅良典(おおすみ よしのり)栄誉教授に続く日本人ダブル受賞はならなかった。

 授賞理由は「分子機械(マシン)の設計と合成による世界最小の機械開発」。受賞したのはフランス・ストラスブール大学のジャン・ピエール・ソバージュ名誉教授、米ノースウエスタン大学のジェームス・フレーザー・ストッダート教授、オランダ・フローニンゲン大学のバーナード・フェリンガ教授の3氏。

 ソバージュ名誉教授は、2つの分子が知恵の輪のように結びついた「カテナン」という特殊な形をした分子の合成に成功した。こうした分子は、ほかにも、ドーナッツ状の分子をダンベル状の分子が貫くように結びついた「ロタキサン」などさまざまな形がある。

 ストッダート教授やフェリンガ教授は、こうした分子に温度や光など外部から刺激を加えると、分子の一部が動くことで、あたかもスイッチやモーターのように機能する「分子マシン」と呼ばれる技術を開発した。


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2016年ノーベル物理学賞は米研究者3名「トポロジカル相転移」! 超伝導や量子ホール効果を解明

今年のノーベル物理学賞は「トポロジカル相転移」

 スウェーデンの王立科学アカデミーは10月4日、今年のノーベル物理学賞を米国の研究者3名に授与すると発表した。

 今回は、ワシントン大学のデビッド・サウレス(David J. Thouless)氏、プリンストン大学のダンカン・ホールデン(F. Duncan M. Haldane)氏、ブラウン大学のマイケル・コステリッツ(J. Michael Kosterlitz)氏ら3名の共同受賞となる。

 授賞理由は「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」である。ノーベル財団の発表によると、固体物理学における20世紀の最大の発見とも言われている。


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祝!2016年ノーベル医学・生理学賞受賞!東工大 大隅良典教授 授賞理由は「オートファジーの仕組み発見」

2016年ノーベル医学生理学賞

 スウェーデンのカロリンスカ医科大は10月3日、今年のノーベル医学生理学賞を、東京工業大の大隅良典(よしのり)栄誉教授(71)に贈ると発表した。大隅氏は2013年にトムソン・ロイター引用栄誉賞を受賞、ノーベル賞候補になっている。

 授賞理由は「オートファジー(自食作用)の仕組みの発見」。細胞が自分自身の一部を分解し、栄養源としてリサイクルしたり、新陳代謝したりする仕組みを明らかにした。様々な生物に共通する根源的な生命現象の謎を解いた。

 日本のノーベル賞受賞は、昨年の医学生理学賞の大村智・北里大特別栄誉教授、物理学賞の東京大宇宙線研究所長の梶田隆章教授に続き25人目。医学生理学賞は1987年の利根川進・米マサチューセッツ工科大教授、2012年の山中伸弥・京都大教授、大村氏に続いて4人目。日本人の単独受賞は自然科学系では利根川氏以来。授賞式は12月10日にストックホルムである。賞金は800万スウェーデンクローナ(約9400万円)。大隅さんは福岡県生まれ。


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ことしのノーベル賞 受賞予測に3人の日本人!「がん免疫療法」と「ドラッグデリバリー」の研究者

いよいよ10月3日からノーベル賞の発表

 今年のイグ・ノーベル賞の授賞式が9月22日、マサチューセッツ州のハーバード大学で開催され、立命館大学文学部の東山篤規 教授と大阪大学人間科学研究科の足立浩平 教授が「股のぞき効果」の研究で知覚賞を受賞した。

 イグノーベル賞の発表があり、10月の声を聴くと、もうすぐノーベル賞の発表の季節がやってくる。昨年、スウェーデン王立科学アカデミーが選んだノーベル賞受賞者には、医学・生理学賞で北里大特別栄誉教授の大村智さんと物理学賞で東京大宇宙線研究所所長の梶田隆章教授の2人の名前があった。日本人の2日連続受賞の吉報に、国内はもとより、海外からも称賛の声が寄せられた。

 今年も日本人が選ばれて欲しいものだ。嬉しいことに、トムソン・ロイタープレスリリースによると、今年は3人の日本人研究者が受賞候補に挙がっている。


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「股のぞき効果」の研究で日本人2名がイグ・ノーベル賞受賞!視野が平面的に見え、遠くの物が小さく見える

「股のぞき効果」の研究で日本人2名がイグ・ノーベル賞受賞

 「人々を笑わせ、そして考えさせてくれる研究」に対して贈られるイグ・ノーベル賞の授賞式が9月22日(米国時間)、マサチューセッツ州のハーバード大学で開催され、立命館大学文学部の東山篤規 教授と大阪大学人間科学研究科の足立浩平 教授が「股のぞき効果」の研究で知覚賞を受賞した。

 同研究は、「股のぞき」によって視野と上体を逆さまにすると、視野が平面的に見え、遠くの物が小さく接近して見えるという現象を対象としたもの。京都府の天の橋立で砂嘴を股のぞきすると、砂嘴が橋のように空にかかっているように見える現象がその代表例として挙げられる。実験の結果、この「股のぞき効果」は網膜像の上下ではなく上体の逆転が原因で視覚世界が変化することによって生じることがわかった。

 股のぞきとは何だろう?有名なのは「天橋立」の股のぞき。


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第62回ノーベル生理学・医学賞 ワトソンとクリック「核酸の分子構造および生体における情報伝達に対するその意義の発見」

ノーベル賞受賞者の栄光と転落

 おそらく誰もが聞いたことはあるであろう「DNA」。細胞の核の中にあるひも状のものが生物の設計図であるとは驚くべきことだ。このDNAの二重らせん構造を発見したのが、ワトソンとクリックであり、二人は1962年のノーベル医学・生理学賞を受賞した。これは「20世紀最大の発見」といわれる。

 ところが、2014年12月、86歳になるワトソンが自分のノーベル賞メダルを米ニューヨークのクリスティーズでオークションにかけた。存命中の受賞者のノーベル賞メダルが競売にかけられるのは異例のことだ。何があったのだろうか?

 ワトソンは2007年10月、新著宣伝のため英国を訪問。英日曜紙サンデー・タイムズのインタビューに対し「アフリカの人々の知能は私たちと同じという前提で社会政策がつくられているが、すべての知能テストがそうではないことを示している」と発言。 「今後10年内に遺伝子が人間の知能に差をもたらしていることが発見されるだろう」と人種によって知能指数が決定されるという人種差別に当たる持論を堂々と展開した。


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第62回ノーベル化学賞「球状タンパク質の構造研究」 ぺルーツとケンドルー世界初!タンパク質の立体構造解明

タンパク質の構造解析

 私たちの体は数十兆個もの細胞からなっており、一つひとつの細胞の活動が私たちの「生命」の基本となっている。細胞はさまざまな成分からできているが、なかでもタンパク質は、細胞の構造をつくり、生命活動を推し進め、調節するという大切な役割を果たしている。

 細胞の中ではたらくタンパク質は何万種類もあり、それぞれが独自のかたち(立体構造)とはたらき(機能)をもっている。細胞の活動の鍵となるタンパク質の構造と機能を解明することは、生命のしくみを理解する上でとても重要である。また、多くの病気は細胞の活動の不調に由来するので、病気の治療法を開発するのにも大切だ。さらに、動植物や微生物を上手に利用して食料や有用物質を生産するのにも、タンパク質の研究は貢献する。

 これまでの研究により、タンパク質の構造を解析するための基本的な手法はほぼ確立されている。生命にとって重要なタンパク質の構造が次々に明らかになり、これに伴って機能の解明も大きく進んだ。だが、タンパク質の中にはまだ構造の分かっていないものも多く存在する。


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第62回ノーベル物理学賞 レフ・ランダウ「凝集系の物理、特に液体ヘリウムの理論的研究 」

大粛清の嵐の中で

 1962年のノーベル物理学賞の受賞者は、旧ソ連の物理学者レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウである。ランダウの授賞理由は「凝集系の物理、特に液体ヘリウムの理論的研究」である。

 時代は第二次世界大戦前夜、1937年、KGBはハリコフ研究所の数名のドイツ人物理学者と一団の科学者を逮捕した。ランダウの友人であったシュブニコフ(Lev Shubnikov)とロゼンケ ーヴィチ(Lev Rozenkevich)は、その後処刑されるがその前に、ランダウが反革命組織 を率いていることを「告白した」。ランダウは、ハリコフを離れてもっと安全な場所に逃れねばならないと考えた。

 彼の上司であったカピッツアが1934年、モスクワにある物理問題研究所の理論部長という地位をランダウに提供したので、彼は2月にそこへ向かった。間もなく、ランダウの友人コレツとルメルもそこに転勤する。そして、1年もたたない1938年4月28日、ランダウと二人の友人はそこで逮捕された。罪状はスターリンを批判するビラを作成したことであった。


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第61回ノーベル医学・生理学賞 ベーケーシ「内耳蝸牛における刺激の物理的機構の発見」

 謎の多い聴覚の仕組み

 音が聞こえる仕組みとは、どのようになっているのだろうか?

 耳は外耳・中耳・内耳で構成され、まず外耳が音を集め、鼓膜が音波を受けて振動する。その振動は、中耳の耳小骨で機械振動に変換増幅されて、内耳の蝸牛という、かたつむりの形に似た器官へ伝わる。

 蝸牛内部(中央階と鼓室階と呼ばれる二つの室)はリンパ液で満たされていて、振動はリンパ液を経てこれら二つの室を区切る基底膜に伝わり、聴覚神経へと達する。


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第61回ノーベル化学賞 メルヴィン・カルヴィン 光合成の魔法陣「カルビン回路」の発見

 光合成研究とノーベル賞

 植物と二酸化炭素の関連については古くから知られていたが、水だけでなく二酸化炭素が植物にとって必須な元素であり、これらを取り込んだ植物が成長しながら酸素を出すことを見出したのは、スイスのニコラス・トオドール・ド・ソシュールである。1804年にはこの現象は光合成と名付けられた。

 1947年、カリフォルニア大学バークレー校で化学教授になったメルビン・カルビンは、有機分子構造の理論的な研究を始めた。彼は共同研究者のジェームズ・バッシャム、アンドリュー・ベンソンとともにトレーサーに炭素14(14C)を使い、光合成における炭素の詳細な流れを明らかにした。


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第61回ノーベル物理学賞 ホフスタッター「電子散乱」 メスバウワー「γ線共鳴吸収」

 ロバート・ホフスタッター

 1961年のノーベル物理学賞の1人目の受賞者は、 ロバート・ホフスタッターである。受賞理由は「線形加速器による高エネルギー電子散乱の研究と核子の構造に関する発見」だ。

 ロバート・ホフスタッター(Robert Hofstadter、1915年2月5日 ニューヨーク生まれ~1990年11月17日 スタンフォード没) はアメリカ合衆国の物理学者である。1961年「線形加速器による高エネルギー電子散乱の研究と核子の構造に関する発見」によりノーベル物理学賞を受賞した。


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2015年ノーベル化学賞に米大教授ら「DNA修復の研究 塩基損傷・コピーミス・紫外線損傷」

 ノーベル化学賞に米大教授ら3氏 DNA修復の研究

 スウェーデンの王立科学アカデミーは7日、2015年のノーベル化学賞をポール・モドリッチ米デューク大教授やアジズ・サンカー米ノースカロライナ大教授ら3氏に贈ると発表した。授賞理由は「DNA修復のメカニズムの研究」。

 授賞式はストックホルムで12月10日に開く。賞金800万スウェーデンクローナ(約1億2000万円)を3氏で分け合う。日本人の3連続の受賞はならなかった。

 今年のノーベル化学賞は、がん治療の発展につながる細胞内のDNA修復メカニズムで成果を挙げた研究に贈られた。

 受賞したのはイギリスのクレアホール研究所のトーマス・リンドール氏、アメリカのデューク大学のポール・モドリッチ教授、ノースカロライナ大学のアジズ・サンカー名誉教授の3人。


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祝!ノーベル物理学賞に梶田隆章さん 受賞理由は「ニュートリノに質量、ニュートリノ振動の発見」

 ノーベル物理学賞に梶田隆章さん

 今年のノーベル物理学賞の受賞者に、物質のもとになる最も基本的な粒子のひとつ「ニュートリノ」に質量があることを世界で初めて観測によって証明し、「ニュートリノ」には質量がないと考えられてきたそれまでの素粒子物理学の定説を覆した東京大学宇宙線研究所所長の梶田隆章さんが選ばれた。合わせて、カナダのクイーンズ大学の名誉教授、アーサー・マクドナルド氏も選ばれた。

 梶田氏は、3種類あるニュートリノが、飛行中に別の種類に変身する性質「ニュートリノ振動」を発見。このニュートリノ振動はニュートリノに質量がある場合だけに起きる。

 梶田さんは「この研究は何かすぐ役に立つものではないが、人類の知の地平線を拡大するようなもの。純粋科学にスポットを当ててもらいうれしい」と話した。大村さんの医学生理学賞は人類を失明から救うものだが、梶田さんの研究は宇宙の成り立ちや物質の起源を解明する一歩となる。


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祝!2015年ノーベル医学・生理学賞に大村智さん 受賞理由は「寄生虫やマラリアなどに関する研究」

 ノーベル医学・生理学賞に北里大特別栄誉教授の大村氏

 スウェーデンのカロリンスカ研究所は10月5日、2015年のノーベル医学・生理学賞を、微生物が作り出す有用な化合物を多数発見し、医薬品などの開発につなげた北里大特別栄誉教授の大村智氏(80)ら3氏に授与すると発表した。

 大村氏が見つけた化合物は熱帯地方の風土病の薬などで実用化しており、医療や科学研究の発展に大きく貢献した功績が評価された。

 他の受賞者はアイルランド出身のウィリアム・キャンベル博士と、中国籍でマラリアの治療法開発に貢献したトゥ・ユウユウ博士。

 日本のノーベル賞は昨年の物理学賞3人に続く受賞で計23人。医学・生理学賞は利根川進氏、山中伸弥氏に次いで計3人となった。


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第60回ノーベル生理学・医学賞 バーネットとメダワー「後天的免疫寛容の発見」臓器移植への道

 1960年ノーベル生理学・医学賞

 1960年のノーベル生理学医学賞は、「後天的免疫寛容の発見」である。受賞者はオーストリアのウイルス学者、フランク・マクファーレン・バーネットと、イギリスの生物学者、ピーター・ブライアン・メダワーである。後天的免疫寛容とは何だろうか?

 免疫は体内に侵入した異物を排除するシステムだ。通常の場合ウイルスや細菌、寄生虫といった抗原に対して、免疫反応が起きる。移植された臓器や輸血された血液にも免疫反応が起きて、拒絶反応が起きることがある。

 この説明には自己と非自己という表現が使われるが、非自己を排除することにより、正常な状態を維持しようとするものである。もともと体内にある自己には免疫は作用しないが、本来は非自己なものであっても、自己に害を及ぼさないものには免疫が働かない状態を免疫寛容という。


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第60回ノーベル化学賞 ウィラード・リビー「炭素14を用いた年代測定法の研究」

 年代測定法とは?

 大昔の古文書、縄文時代の土器、恐竜の化石の年代は、どうやって調べればよいのだろうか?

 年代測定(absolute dating)は、現在手に入れられるものから、その年代(古さ)を測定する技術である。 年代には、どちらが古いか比較することで順序を決める相対年代と、実際の年を単位として計る絶対年代があるが、絶対年代を測定するのが年代測定である。また、当時の古文書の調査も別の分野となる。

 絶対年代を測定するには、放射年代測定法や熱ルミネッセンス法、電子スピン共鳴吸収法、古地磁気法、年輪年代学、氷縞・年縞などの方法がある。

 このうち、放射年代測定法は、調べるものに含まれる放射性核種(炭素14、セシウム137、鉛210など)の壊変度合いを測る。


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第60回ノーベル物理学賞 ドナルド・グレーザー「泡箱の発明」 原子より微細な素粒子の世界

 1960年のノーベル物理学賞

 1960年のノーベル物理学賞は「泡箱の発明」である。受賞者は米国の物理学者ドナルド・グレーザーである。

 泡箱(bubble chamber)は、ニュートリノなどの粒子を観測するための装置の一つ。1952年にアメリカの物理学者ドナルド・グレーザーによって発明された。

 グレーザーはこの功績により、1960年度のノーベル物理学賞を受賞している。 原理は霧箱に似ており、過熱状態の透明な液体(主に冷却された液体水素)を満たした空間を粒子が通過することにより、粒子が通過した部分の水素が気化し、泡として観測される。


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