下村脩：クラゲから光を絞り出した化学者

1961年の夏、ワシントン州フライデーハーバーの海で、一人の日本人化学者と彼のアメリカ人の指導教官は、ピュージェット湾から毎日2000〜3000匹のクラゲをすくい上げ、約5万匹の個体を実験台に乗せるまで作業を続けた。「私たちの研究室は工場のような見た目で、クラゲの臭いで充満していた」と下村は回想している。彼は19年間もの夏、その儀式のような作業を繰り返し、数十万匹の標本を運び込んだ。彼が最終的にその泥のような混合物から引き出したものは、生物学にとって最も有用なランプとなった。

長崎の上空の閃光

彼は大日本帝国陸軍将校の息子として1928年8月27日に京都府福知山に生まれ、父の赴任先（満洲国、その後大阪）を転々とし、最終的に一家は長崎県の諫早に落ち着いた。1945年8月、彼が16歳の時に戦争が空からやってきた。爆心地から25キロ離れた場所で、彼は爆発の前に爆撃機ボックスカーの音を聞いた。閃光で約30秒間目が眩み、その後、放射性を含んだ黒い雨が彼の上に降り注いだ。彼の学業は戦争によってすでに寸断されていた。武士道の誉れと不屈の精神を持って彼を育てた祖母が、教室では得られなかった気質を彼に与えた。

高校卒業資格なしで彼を受け入れた大学

1948年、長崎薬学専門学校は彼を高校卒業資格なしで受け入れた。これは、その後の彼の人生を決定づける組織的な慈悲であった。彼は1951年に現在の長崎大学薬学部の前身で薬学の学位を取得し、1955年まで助手として残ったが、そこには明らかな限界があった。状況を変えたのは、名古屋大学の平田義正教授への紹介だった。平田は彼を受け入れ、優れた経歴を持つ化学者たちさえも敗北させていた難題を彼に託した。それは、乾燥して砕いたウミホタル（Vargula hilgendorfii）が、水に濡らすと青く発光する理由の解明であった。

10ヶ月、一つの結晶

この課題は、彼を夢中にさせるためのものだった。実際、彼は10ヶ月間その課題に没頭し、その末に彼は純粋な結晶状のルシフェリンを手に入れた。それは、取り扱った瞬間に酸化してしまうほど非常に不安定な抽出物から1957年に単離された、光を発する分子そのものであった。『日本化学会誌』に発表された論文「Crystalline Cypridina luciferin（結晶性ウミホタルルシフェリン）」は、日本をはるかに超えて波及した技術的偉業だった。名古屋大学は1958年に有機化学の修士号を、1960年にはウミホタルルシフェリンの構造に関する論文で博士号を授与した。彼は高校卒業資格なしで大学に入り、博士号と「手作業で不可能なことを成し遂げる」という国際的な名声を携えて大学を去った。

クラゲの工場

プリンストン大学のフランク・ジョンソンがルシフェリンの論文を読み、彼をスカウトした。下村は1960年にフルブライト奨学生として到着した。ジョンソンは彼に、光る縁（ふち）の理由が誰にも分かっていなかったオワンクラゲ（Aequorea victoria）の研究をさせた。動物は野生で捕獲しなければならず、研究は毎年夏、ワシントン大学のフライデーハーバー研究所へと移動した。その規模は工業的で、化学は悲惨なものだった。光を生成する材料は急速に劣化し、収量は極めて少なかった。

1962年、その労苦は二重の成果をもたらした。下村はカルシウムが結合すると青い光を発するタンパク質「イクオリン」を単離し、その傍らで緑色に蛍光する第二の小さなタンパク質を発見した。その緑色のものは長年、青いものを追う過程で見つけられた好奇心の対象、つまり後付けの存在だった。それが「緑色蛍光タンパク質（GFP）」である。

自らランプを運ぶタンパク質

決定的な洞察は後に訪れた。下村がGFPの存在だけでなくその化学的性質を解明し、1972年にタンパク質の構造をマッピングした時である。彼は、GFPの光を放つ発光団が独自のペプチド鎖に組み込まれていることを示した。つまり、タンパク質が自らランプを製造しており、外部基質も補因子も借り物の分子も必要としないのだ。その唯一の構造的事実こそが、その後のすべてを可能にしたものだった。光の装置がタンパク質の配列にコード化されていたため、その遺伝子をクローン化し、あらゆる生物に導入すれば、自ら発光させることができた。マーティン・チャルフィーはGFPを生きた標識として実証し、ロジャー・チェンはそれを一般的な機器へと変える色のパレットを設計した。2008年、3人は「緑色蛍光タンパク質、GFPの発見と開発」により、約140万ドルの賞金を分け合ってノーベル化学賞を受賞した。

下村は、苦労して手に入れた材料も提供した。遺伝子工学によってGFPが再現可能になる前、彼は丹念に収穫した自身のタンパク質在庫を、世界中の研究室に無料で配布していた。

ボストンで最も不在の教授

彼はキャリアの大半をウッズホールの海洋生物学研究所の上級科学者として過ごし、ボストン大学医学部の生理学教授職も務めたが、それは形式的なものとして扱っていた。大学側の記録によれば、1982年から2001年の間に彼がキャンパスに足を運んだのは3回だけであり、管理部門はノーベル賞の発表によって初めて彼の退職を知った。彼は、自身が可能にしたツールが主流になった後も長く生物発光の研究を続け、標準的な専門書『Bioluminescence: Chemical Principles and Methods（生物発光：化学原理と方法）』や、日本語の回想録『クラゲに学ぶ――ノーベル賞への道』を執筆した。長崎で出会った有機化学者の妻・明美は、何十年にもわたって研究パートナーであった。息子の勉は、ハッカーのケビン・ミトニックの逮捕に協力したことで知られるコンピュータセキュリティの専門家となり、娘のサチはバージニア・コモンウェルス大学の西洋中世史家である。

なぜ下村は「天才」と呼ばれるのか

ここで発揮されている資質は、概念的な花火のようなものではない。それは、ほぼ病的なまでの精製能力――生物学的な汚泥の海から脆弱で自己破壊的な分子を抽出し、他者の材料がすでに酸化している中で、それを繰り返し、大規模に行う能力である。他者が何年も失敗した後に10ヶ月でウミホタルルシフェリンを結晶化させたことは、第一に技術的な偉業であり、第二に知的な偉業であり、下村自身が最もそれを理解していたはずだ。彼自身のキャリアの解釈は、徹底した忍耐力だった。「どんなに難しい問題でも、大きな努力によって解決できることを学んだ」

その知的な主張は一点に集中しており、それは非常に大きなものだ。GFPがペプチド鎖の中に独自の発光団を含んでいること、つまり他の分子を必要としないことを認識したことは、どのタンパク質についても誰もがなし得なかった概念的なステップであり、それが後に遺伝子をクローン化し、ユニバーサルなレポーターとして利用できた理由である。バイオテクノロジー界が蛍光タグを用いて行うあらゆることは、その観察に基づいている。

正直な反論は、下村自身がそれを作ったというものだ。彼は「生物学的なマーカーを発見しようと試みたことも、意図したこともない」と繰り返し強調し、自身のノーベル賞を利用して、実用的な目的を持たない基礎研究の価値を主張した。彼がツールを作ったのではなく、チャルフィーとチェンが作ったのだ。同僚たちは、彼を直感と持久力が卓越した才能よりも多くのことを説明すると考える、謙虚で穏やかな人物だと表現した。それを、理論ではなく手とたゆまぬ注意力の天才と呼ぶべきだろう。

遺産

GFPは今や研究室ではあまりに日常的な存在となり、その起源の物語は薄れている。輝くニューロン、腫瘍細胞、遺伝子発現アッセイのすべてが、ワシントンの埠頭のバケツに入ったクラゲに遡る。下村の評価は遅れて訪れた。2004年のピアース賞、2006年の朝日賞、2008年の文化勲章、2012年のゴールデン・グース賞、2013年の米国科学アカデミー会員選出などである。彼は2018年10月19日、90歳で長崎にて癌で亡くなった。少年時代にその破壊を目撃したその街で。