2026年ノーベル化学賞：自己複製を学んだ鏡像分子

キラリティーとは「利き手」の化学である。分子がキラルであるとは、左手と右手のように互いに鏡像関係にある二つの形態で存在することを指す。地球上でタンパク質を構成するすべてのアミノ酸は、このような鏡像の二つのバージョンで存在するが、生きた細胞はそのうちの一方しか使わない。もう一方は自然界ではごく稀である。何十年もの間、化学者たちは、ホモキラリティーとして知られるこの片側への偏りがどのようにして始まったのかを説明できなかった。

今週発表された2026年ノーベル化学賞は、この問いに答える手がかりを与えた二人の科学者を称えるものである。フランスの化学者アンリ・カガンと日本の化学者硤合憲三が、不斉有機合成における非線形効果と自己触媒作用の発見により同賞を分かち合う。平たく言えば、分子の両方の鏡像形態を作る反応が、必ずしも50対50の引き分けに終わる必要はないことを示したのだ。適切な条件下では、わずかな不均衡が増幅され、一方の形態が支配的になる。

カガンの貢献は意外なところから生まれた。反応を一方の鏡像形態へと誘導する触媒を研究する中で、彼は触媒の純度と生成物の純度の関係が直線的でないことを見出した。わずかに偏った触媒が、はるかに強い偏りを持つ生成物を生み出すことができた。この非線形効果は、原始スープ中の小さなランダムな不均衡が平均化されるのではなく、雪だるま式に増大しうることを意味していた。

硤合は、今では彼の名を冠する反応によってこの考えをさらに推し進めた。硤合反応では、反応の生成物がそれ自身の形成の触媒として働く。これは自己触媒作用と呼ばれる現象である。ほぼ均等な混合物から出発して、系は自発的に一方の鏡像形態へと傾き、加速し続ける。事実上、これは最後に作ったものを好むコピー機の化学版である。

この二つの発見は合わせて、ランダムな化学から生命の均一な「利き手」へのもっともらしい道筋を描き出す。それらはまた、生命の起源研究をはるかに超えて重要である。キラル触媒は医薬品産業の主力であり、そこでは薬の二つの鏡像形態が体内で大きく異なる振る舞いをすることがある。一方は薬となり、他方は不活性か有害かもしれない。反応を単一の「手」へと導く方法、そして小さな利点を増幅する方法を理解することは、化学者がより安全で効率的な薬を作る助けとなる。

硤合のストックホルムへの道は突然ではなく着実だった。彼は大学2年で化学に専念し、東京大学で博士号を取得、その後アメリカで博士研究員として過ごした後、自身の研究室を築いた。カガンはもともと技術者になりたかったが、延期が彼の人生を化学へと向けた。彼は約四半世紀前にノーベル賞に近づき、今年の受賞は95歳での長く遅れた栄誉となった。

この賞はまた、光で制御される脳細胞から南極の氷の下で捉えられた幽霊のような粒子まで、見えないものを可視化するツールを称えた今年の各賞のパターンにも合致する。化学賞はより静かな業績を加える。すなわち、まったく偏りのない世界から、同一の鏡像からなる世界がいかにして生まれえたかを示したのだ。化学者にとって、それは好奇心というよりは基本原理であり、今日の医薬品設計のあり方を形作り続けている。