エマニュエル・シャルパンティエ：立ち止まることを拒んだ科学者

11歳か12歳の頃、彼女は母親にパスツール研究所で働くと告げた。彼女はそれを実現した。その後、彼女はそこを離れ、さらに離れ続けた。9都市5カ国にまたがる13の機関。彼女のキャリアは、快適な場所に安住することを意図的に拒否することで築かれた。彼女が化学賞を受賞するきっかけとなった洞察は、ウィーンとスウェーデンの研究所の間を通勤している時に得られたと彼女は語っている。

パリでの幼少期と約束

エマニュエル・マリー・シャルパンティエは、1968年12月11日、パリ南部のジュヴィジー＝シュル＝オルジュで生まれた。母親は精神科で働き、父親は都市緑地計画の専門家で、姉が一人いた。父方の祖父はアルメニア人虐殺を逃れてマルセイユに定住したシナニアン家系であった。彼女は、宣教師であった叔母が、彼女の人生を決定づけることになる落ち着きのなさを予言していたと語っている。

学校と並行して、数年間ピアノ、バレエ、モダンダンスを真剣に習っていたが、彼女はそれを単なる余暇として扱ったことはなかった。「芸術は私の科学的キャリアに大きな影響を与えました」と彼女は言う。「厳格さが必要であると同時に、自分を解放することもできなければなりません」。これは、彼女の後の研究が求めた組み合わせを正確に言い表している。

パスツール研究所とアメリカでの長い回り道

彼女はパリのピエール・エ・マリー・キュリー大学（パリ第6大学）で生化学、微生物学、遺伝学を学び、幼い頃の約束通り、1992年から1995年までパスツール研究所でパトリス・クールヴァランのもとで博士号を取得した。そこではリステリア菌の抗生物質耐性について研究した。その後、ピエール・エ・マリー・キュリー大学で教鞭を執り、博士研究員としてパスツール研究所に残った。

1996年、彼女は渡米し、6年間滞在した。最初はニューヨークのロックフェラー大学でエレイン・トゥオマネンのもとで肺炎連鎖球菌を研究し、その後ニューヨーク大学医療センターの研究員、メンフィスのセント・ジュード小児研究病院やスカーボール研究所で勤務した。細菌の病原体、特に細菌がいかにして自らの病原性を調節するかというテーマが、彼女の専門となった。

ウィーン、そして北スウェーデンへ

2002年に欧州へ戻り、ウィーン大学で自身の研究室を主宰し、後にマックス・フェルツ研究所の准教授となった。2004年、彼女はストレプトコッカス・ピオゲネス（化膿レンサ球菌）の病原性因子産生を制御する小さな調節RNA分子を発見した。これは、咽頭炎や、より重篤な形態では人食いバクテリアによる疾患を引き起こす菌である。これがその後のすべての始まりであった。彼女はすでに、小さな非コードRNAが細菌の行動の制御システムであると考えていた。

2008年頃、彼女は同僚たちを困惑させる決断を下した。ウィーンを離れ、欧州の分子生物学の中心地からは遠く離れた、スウェーデン最北部のウメオ大学へ移ったのである。「ウメオへの転居は確かにリスクがありました」と彼女は語っている。「しかし、最終的にはそれがまさに正しい決断でした」。彼女のキャリア全体を通してパターンは一貫している。彼女は、アイデアは快適な場所ではなく、不快な場所にあるという理論に基づいて、快適さを感じると移動する。

tracrRNA（トランス活性化crRNA）

CRISPR配列は細菌のゲノムで発見されており、大まかには一種の適応免疫システムとして理解されていた。細菌がウイルスのDNA断片を保存し、次回侵入時にそれを認識できるようにするというものだ。しかし、そのメカニズムを解明した者はいなかった。2011年、ネイチャー誌に掲載された論文で、学生のエリッツァ・デルチェヴァがベンチワークの大部分を担い、シャルパンティエはこれまで未知であった分子を特定し、それをtracrRNAと名付けた。そして、それがCRISPR RNAを成熟した形に処理するために不可欠であることを示した。このシステムは2つの構成要素ではなく、2つのRNA分子とCas9酵素という3つの構成要素から成るものであった。

これは彼女自身の手による発見であり、これがなければ他のすべては機能しない。

2つではなく1つのRNAへ

2011年、プエルトリコのサンフアンで開催された会議で、彼女はCRISPRを別の方向から研究していた構造生物学者のジェニファー・ダウドナと出会った。二人は協力することに合意した。ウメオのシャルパンティエの研究室は生物学を、バークレーのダウドナの研究室は生化学と構造を担当し、クシシュトフ・チリンスキとマーティン・ジネックが実験を行った。

ウィーンとウメオ間の通勤中に着想を得たシャルパンティエの革新的な提案は、2つのRNAを1つに融合することであった。crRNAとtracrRNAを単一の人工キメラとして結合できれば、研究者はそのガイド分子に配列を書き込むだけで、Cas9が望む場所を切断できることになる。2012年のサイエンス誌の共同論文はまさにそれを実証し、細菌の好奇心対象をプログラム可能なツールに変えた。2013年、シャルパンティエはロジャー・ノバックやショーン・フォイと共にCRISPR TherapeuticsとERS Genomicsを共同設立し、実用化を図った。

芸術家の規律

シャルパンティエは再び移動した。2013年にはブラウンシュヴァイクのヘルムホルツ感染症研究センターとハノーファー医科大学へ、2015年10月にはマックス・プランク感染生物学研究所の所長としてベルリンへ移った。2018年にはマックス・プランク病原体科学ユニットを設立し、現在も所長を務めているほか、フンボルト大学の名誉教授でもある。彼女は細菌学者であり続けている。彼女の関心は今も病原体がどのように機能するかにあり、彼女にとってCRISPRとは、結果として重大な意味を持つことになった細菌免疫に関する問いであった。

なぜエマニュエルは「天才」と呼ばれるのか

シャルパンティエの特別な資質は、小さな異変に対する鋭い聴覚である。2004年の化膿レンサ球菌における調節RNAと、2011年のtracrRNAの発見は、どちらも同じスキルの例である。誰もカタログ化していなかった分子を、誰もが理解していると思っていたシステムの中で発見し、それが付随的ではなく中心的であると正しく判断したことだ。tracrRNAなしのCas9はツールにはなり得ず、下流の構造生物学的な研究だけでは決して発見できなかっただろう。それは、レンサ球菌に細心の注意を払っていた一人の微生物学者によってもたらされたものである。

第二の資質は、結果が出るまで風変わりに見えるような職業的リスクへの寛容さである。ウィーンからウメオへの移動は、近接性、協力者、利便性を犠牲にしたが、そこでCRISPRの研究が行われた。彼女はこれを科学的というよりは芸術的な用語で表現するが、これは異例であり、おそらく正確である。つまり、厳格さと、手放す意志の組み合わせである。

率直な反論として、CRISPR-Cas9は多くの科学者が同時多発的に競い合った領域であったという事実がある。フランシスコ・モヒカがCRISPR配列を特定し、ヴィルギニウス・シクシュニスも独立して関連する結論に達し、シャルパンティエやダウドナとカヴリ賞を分け合った。フェン・チャンやジョージ・チャーチは数ヶ月以内にヒト細胞でシステムを機能させた。シャルパンティエは単独でこのツールを構築したわけではなく、ダウドナと分かち合うノーベル賞は共同執筆の論文に対して授与された。彼女はまた、自ら治療応用を追求することもせず、選択として基礎科学者のままであった。彼女自身のスタンスは、まさにそこが重要だという点にある。「基礎研究は進歩のために不可欠です」。倫理に関しては、彼女は簡潔かつ明快である。「CRISPR-Cas9は人類に多大な利益をもたらす可能性があるが、もちろん私たちはそれを責任を持って扱う必要がある」

遺産

数々の栄誉が次々と舞い込んだ。2015年にはルイ・ジャンテ賞、ブレイクスルー賞、アストゥリアス皇太子賞、エルンスト・ユング賞、グルーバー遺伝学賞を受賞。2016年には唐奨、ガードナー国際賞、ライプニッツ賞、ロレアル-ユネスコ女性科学者賞、オットー・ワールブルク・メダル、ウォーレン・アルパート財団賞を受賞し、レジオンドヌール勲章を授与された。2017年には日本国際賞、プール・ル・メリット勲章、BBVA財団知識のフロンティア賞を受賞。2018年にはカヴリ賞（ナノサイエンス部門）とハーヴェイ賞を受賞。2020年にはウルフ賞医学部門とノーベル化学賞を受賞し、これは2人の女性が同時に受賞する初の科学分野ノーベル賞となった。2023年には全米発明家殿堂入りを果たし、2024年には王立協会の外国人会員に選出された。9つのアカデミーの会員であり、12の名誉博士号を保持している。彼女が共同設立したCRISPR Therapeuticsは、鎌状赤血球症患者向けの初の承認済みCRISPR遺伝子治療の実用化に貢献した。彼女は現在もベルリンに留まり、細菌の研究を続けている。