左手と右手：ノーベル賞がついに分子の鏡像問題を解決した方法

一部の分子は、左手と右手のように互いに鏡像関係にあるペアとして存在する。それらはほとんど同じに見えるが、生物学はそれらを全く異なる方法で扱う。薬のあるバージョンは治癒をもたらすが、その鏡像の双子は無効か、危険である可能性がある。

これが、今年のノーベル化学賞が解決しようとした問題である。賞は、不斉有機合成における非線形効果と自己触媒を発見したアンリ・B・カガンと磯部 賢三に贈られた。平たく言えば、彼らは化学反応を一方の鏡像体に有利に働かせ、その優先性を自己増幅させる方法を見出した。

その重要性は抽象的ではない。1950年代後半から1960年代初頭にかけて、サリドマイドと呼ばれる鎮静剤がつわりを和らげるために妊婦に投与された。分子の一方の鏡像体は吐き気を軽減したが、もう一方は胎児の発育を妨げる可能性があった。数十カ国で数千人の赤ちゃんが重度の四肢異常を持って生まれた。この惨事は世界中の医薬品規制を再構築し、分子のキラリティーの問題を無視できないものにした。

化学者は、理論的には一方の鏡像体のみを生成する反応を設計できることを長く知っていた。謎は、それを確実に行う方法だった。2つの形態間の小さな不均衡から始まる反応は、しばしば小さなままである。カガンの研究は、特定の反応では不均衡が不釣り合いに増大し得ることを示した。これが非線形効果である。後に磯部は自己触媒を実証した。反応の生成物が自身の形成を加速し、一方のキラリティーを固定するのである。一種の化学的記憶である。

これらのアイデアは共に、化学者に反応をはるかに大きな制御で操るツールを与えた。これは、規制当局が薬に含まれる鏡像体について詳細なデータを要求するようになった製薬分野で重要である。また、分子の形状が機能するかどうかを決める農業や材料の分野でも重要である。

この認識は、今年のノーベル賞シーズンのパターンに従っている。医学賞は、光を使って脳細胞をオンオフする技術である光遺伝学を称えた。物理学賞は、南極の氷に埋められた立方キロメートル級のニュートリノ検出器IceCubeの建設者たちに贈られた。ある中国の科学論説が述べたように、これらの賞は不可視を可視に、不可能を可能に変え続けている。

中国人研究者もこの分野で活躍している。全国の機関がキラル化学と不斉触媒を研究しており、このトピックは有機合成の大学院プログラムの定番である。ノーベル賞の受賞は、より多くの学生をこの分野に引き付けるだろう。

私たち残りの者にとって、教訓はより単純である。分子の形状は細部ではない。それは、薬が母親を助けるか、その子供を害するかを決めることができる。2人の化学者は、その形状を制御することを学ぶことにキャリアを捧げ、この賞は、物質を理解するという遅い仕事がなぜ依然として重要であるかを思い出させる。