笹井芳樹博士が科学界に遺した、偉大な業績まとめ
2014年8月5日、理化学研究所の笹井芳樹博士が亡くなりました。テレビや雑誌、ウェブニュースなどでも盛んに報道がなされていることから、ご存知の方も多いことでしょう。
小保方晴子氏とともに進めていたとされるSTAP細胞(STAP現象)の研究に係る不正や論文撤回に関する報道により、決してポジティブとは言えない人物像が流布されている印象がある笹井氏ですが、彼は間違いなく日本を代表する研究者の一人でした。
事実、彼の早すぎる死を悼む声が、日本国内のみならず世界中から寄せられています。
This is so tragic: Yoshiki Sasai found dead in wake of stem cell scandal. http://t.co/uH7x5GRERw
— Ed Yong (@edyong209) 2014, 8月 5
▲「なんて悲劇だ」(※)Yong氏はTEDでの講演経験もある高名なサイエンス・ライター
Devastated to read the emerging news about Yoshiki Sasai. Can’t believe it would come to this. What a loss. Still hoping it’s not true.
— Cell Stem Cell (@CellStemCell) 2014, 8月 5
▲「笹井芳樹氏に関して、途方にくれるようなニュースが入ってきた。こんなことになってしまったなんて信じられない。なんという損失だ。なにかの間違いであることを願いたい。」
(※) Cell Stem Cellは幹細胞分野のトップジャーナル。
Shocked and desperately sad to hear of Yoshiki Sasai’s death. He was a great scientist who made immense contributions to our field.
— Development (@Dev_journal) 2014, 8月 5
▲「笹井芳樹氏の訃報を聞き、絶望的な気分になっている。彼は、我々の分野に計り知れない貢献をしてくれた、偉大な科学者だった。」 (※)Developmentは発生学の分野におけるトップジャーナル。
Saddened to learn of the demise of our ed board member, the talented Dr. Yoshiki Sasai of the @riken_en Institute. A big loss for science!
— Cell at CellPress (@CellCellPress) 2014, 8月 5
▲「我々のボードメンバーの一人であった笹井芳樹博士の死去を知り、悲しみに暮れている。科学界の重大な損失だ！」(※)CellPressは、Nature, Scienceと並ぶ科学誌Cellなどを発行している出版社。
しかしながら、彼の功績に目を向け、「科学者」としての一面を取り上げている国内メディアはあまりにも少ない(筆者の観測範囲では皆無)と言わざるを得ません。
そこで今回は、ワイドショーや週刊誌、ネットニュースなどでは決して語られることが無いであろう、彼が遺した偉大な業績の中から代表的な研究成果をいくつかご紹介します。
Credit: Nature News
(※) 本記事は、笹井博士の業績を後代に伝えることを目的としていますので、STAP騒動の四方山話や科学論考、コラム的な記述は排除し、業績を並べるにとどめています。ご理解くださいませ。また、記事公開後も必要に応じて内容のアップデート(大幅な追記も含む)をしてゆこうと考えております。「ここの記述間違ってんぞ！」や「あの研究はどうした！」など、有識な方々からのツッコミをお待ちしております(とは言いつつあまり専門的なレベルには踏み込んでいませんが…)。
1. サンティレールの進化論に関する近代的再考
19世紀、フランスの解剖学者であったÉtienne Geoffroy Saint‐Hilaire(ジョフロワ・サンティレール)は、昆虫の足と脊椎動物の肋骨、エビの殻と脊椎動物の脊椎骨のように、系統的に離れた種の間にも体の構造に幾何学的な類型が認められることに気づき、そこから、全ての動物の構造は「単一のプラン」から創りだされているとする説を提唱。当時の科学界で大きな論議を呼びます。
これに対し、サンティレールと同時期に活躍していたフランスの解剖学者Georges Cuvier(ジョルジュ・キュビエ)は、全ての動物は脊椎動物、軟体動物、環節動物、放射動物の４つに分けられ、それぞれの分類を超えて生物の組織構造に類似性を見出すことはあり得ないとする主張を展開。当時の学会にキュビエの学説が認められたことで、サンティレールの主張は長らく歴史の陰に埋もれることになります。
それから長い時が流れ、1990年代。DNA解析技術の登場により、従来の骨格構造や化石を基にした形態的解釈に加えて遺伝情報をベースにした生物の系統分類が進むに従い、サンティレールの主張は再び注目を集めるようになってきます。
例えば、昆虫であるショウジョウバエと脊椎動物のマウスとでは、進化の系統的には遠く離れているにも関わらず、胚の状態から成体の形を作り上げていく中で幾つか共通の遺伝子(例えば体の腹側と背側とを決定するSog, Hoxなど)が発現していることが明らかになっています。
1998年、笹井博士はカリフォルニア大学のEdward Michael De Robertis博士とともに、こうした遺伝学的な類似性から、両者の共通の先祖にあたる架空の生物「Urbilateria(ウルバイラテリア)」を提唱し、このモデル生物を基盤とした進化学的解釈を発表。世界の科学界に大きな衝撃をもたらします。
Urbilateriaのイメージ図。(引用元)
この理論はUrbilateria仮説と呼ばれ、現在に至るまで学会で高い支持を集めています。
1800年代に発表されて以来、歴史の中に埋もれてきた学説を近代的解釈で補完し、一つの進化学的概念を構築した笹井博士の功績は、非常に大きなものと言えるでしょう。
[関連資料]
Geoffroy’s lobster and the animal common ancestor (Researchblogging.org)
「語る科学」なぜ今、クモなのか？胚発生が描く進化の道すじ (生命誌ジャーナル 2004年秋号)
A common plan for dorsoventral patterning in Bilateria (Nature, 1996)
2. 生物の体がサイズによらず同じ形状になる仕組みを解明
人間のみではなく、犬や猫、昆虫に至るまで、すべての生物は個体ごとにサイズが異なっていたとしても成長するに従って種ごとに固有な形状へと収束してゆきます。例えば、身長150cmの人と180cmの人では、体の大きさにこそ違いはあるものの、基本的には同じような姿形をしているということを考えるとイメージがしやすいでしょうか。
こうした体構造を誘導するメカニズムの解明は、20世紀前半、ドイツの科学者Hans Spemann(ハンス・シュペーマン)の研究に遡ります。
彼は、イモリの胚の「原口背唇」と呼ばれる一部の組織を切り出して別の胚に移植すると、二次胚と呼ばれる2つ目の体が生成することを発見(これは高校生物の教科書にも載っている実験)。このことから、原口背唇のような「オーガナイザー」と呼ばれる胚の領域が、生物の発生に重要な役割を果たしていることを明らかにしました。
しかしながら、これらオーガイナイザーが細胞をいかにして体組織へと誘導しているのかといったことについては、長年にわたって謎のままでした。
シュペーマン・オーガナイザーの実験模式図。(引用元)
1994年、笹井博士らはアフリカツノガエルのオタマジャクシを用いた実験により、胚のオーガナイザーから分泌されている「コーディン(Chordin)」というタンパク質を発見、これが生物の初期成長プロセスに重要な役割を果たしていることを明らかにしました。
さらに2013年には、カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)のグループによって発見されていた「シズルド(Sizzled)」というタンパク質が体内のコーディン濃度勾配をコントロールし、これによって体の全体サイズおよび各器官の大きさが調整されて相似的な形状へ収束していることを突き止めます。
この業績は、長年謎とされていた生物の発生メカニズムを解き明かしたのみならず、前述したサンティレールの近代的解釈と併せて、生物進化の仕組みを解き明かす上で非常に重要な知見となりました。
[関連資料]
Xenopus chordin: A novel dorsalizing factor activated by organizer-specific homeobox genes (Cell, 1994)
Regulation of neural induction by the Chd and Bmp-4 antagonistic patterning signals in Xenopus (Nature, 1995)
Embryonic Dorsal-Ventral Signaling: Secreted Frizzled-Related Proteins as Inhibitors of Tolloid Proteinases (Cell, 2006 ※シズルドの発見を報告したUCLAの論文)
動物の体を相似形にするメカニズムを発見 (2013/6/7 理研プレスリリース)
Scaling of Dorsal-Ventral Patterning by Embryo Size-Dependent Degradation of Spemann’s Organizer Signals (Cell, 2013)
3. 幹細胞の細胞死を抑制する培地の開発
近年、幹細胞を用いた再生医療技術の研究が世界中で盛んに行われています。幹細胞から創りだした生体組織を患者に移植する技術が確立できれば、例えば網膜の変性など、投薬や手術による治療が難しい疾患も治療可能になるものと期待されています。
そうした研究を行うためには、まずなんといっても細胞を培養して増やす必要があるのですが、これがなかなか一筋縄ではいかないプロセスになります。特に、ヒトのES細胞やiPS細胞などの幹細胞は、ごく最近まで培養過程で細胞の大半が死滅してしまうことが大きな問題となっていました。
こうした実験的課題を解決したのも、笹井博士らのグループです。2007年、笹井博士を中心とした理研のグループは、細胞内に存在しているRhoキナーゼ(ROCK)と呼ばれる酵素を阻害する物質(ROCK Inhibitor)を培地に配合することで、細胞死を劇的に減少させることを発見。これにより、幹細胞の培養効率を大幅に向上させることに成功します。
さらに2010年には、当初未知であった細胞死の抑制メカニズムについて、 Inhibitorがミオシンと呼ばれる細胞内タンパク質の過剰な活性化を抑制することで細胞死を抑制していることを見出します。
ES細胞の死滅を防ぐ目的で開発されたこのROCK Inhibitor配合培地は、その後、iPS細胞研究でも極めて重要な役割を果たすことになりました。この成果がなければ、幹細胞研究は今日あるほどに発展していなかっただろうと考えられます。
[関連資料]
ヒトES細胞とiPS細胞の培養を困難にする細胞死の原因を解明 (2010/8/7 理研プレスリリース)
A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells. (Nature Biotechnology, 2007)
Molecular pathway and cell state responsible for dissociation-induced apoptosis in human pluripotent stem cells. (Cell Stem Cell, 2010)
4. ES細胞から立体的な網膜組織の誘導に成功
1990年代中頃から2000年にかけて、生命科学分野では革新的な研究成果が相次いで発表されました。
1996年には英ロスリン研究所のIan Wilmut博士らによって世界初のクローン羊ドリーが誕生し、1998年には理研CDBに所属していた若山照彦博士(現・山梨大学)がマウスの体細胞クローンの作製に成功。幹細胞の分野でも、1998年に米ウィスコンシン大学のJames Thomson教授らによって世界で初めてヒトES細胞が樹立されたことで、この多能性幹細胞をターゲットにした研究が世界中で一気に加熱します。
同年、京都大学再生医科学研究所に教授として着任した笹井博士もまた、自己組織化現象を利用して幹細胞から様々な組織細胞を誘導する研究に精力的に取り組み始めます。およそ10年間にわたる研究の末、笹井博士らはES細胞に関する先駆的な研究成果を多数発表しています。
その中でも特筆すべき研究の一つが、独自に開発した自己組織化技術と培養法を用いることで、マウスの発生過程において現れる「眼杯」と呼ばれる立体的な網膜(の前駆)組織を人工的に創り出したことです。
これは、生体内にもともと存在している網膜組織と同等の高度な構造を、人工的に幹細胞から創りだすことが可能であることを示した画期的な成果となりました。
この時の研究によって得られた知見は、現在、理研CDBの高橋政代氏らによって進められているiPS細胞を用いた網膜再生治療の研究にも生かされています。
[関連資料]
ES細胞から人工網膜組織の3次元形成に世界で初めて成功 (2011/4/7 理研プレスリリース)
Self-organizing optic-cup morphogenesis in three-dimensional culture (Nature, 2011)
Stem cells make ‘retina in a dish’ (Nature News, 2011)
5. ES細胞から脳組織への選択分化に成功
網膜組織の研究と並行して、笹井博士らは脳組織を人工的に創出する研究も進めていました。
2005年から2011年のおよそ6年の間に、理研CDBのグループはES細胞から効率的に脳細胞へと分化させる技術(SDIA, SFEB,SFEBq)を次々に開発し、これらを用いることでES細胞から大脳・脳幹・視床下部・下垂体などの組織を人工的に作製することに成功。さらに、これらの組織から各種のホルモンを分泌させることにも成功します。
2014/8/7 15:13 追記 by くまむん
No Name 2014年8月7日 15:01 No.1094376
5の業績ですけど、原点は2000年に遡ると思います。ドーパミン産生ニューロンを高効率に作成したというのは、パーキンソン病の治療の可能性をもたらしました。そもそも、何かの細胞を高効率に分化させるという学問の概念を与えたのは笹井さんをはじめとした先駆者の功績だと思います。それまでは、細胞を分化させることができても、効率はあまり問題視されなかったように思います。でも効率が悪いと実用的ではないのですよ。
Induction of Midbrain Dopaminergic Neurons from ES Cells by Stromal Cell–Derived Inducing Activity (Neuron, 2000)
これらの成果により、理研CDBは幹細胞の世界的な研究拠点として、その名を広く知られるに至ります。
[関連資料]
マウスES細胞から大脳前駆細胞の分化誘導に成功 (2005/2/7 理研プレスリリース)
Directed differentiation of telencephalic precursors from embryonic stem cells (Nature Neuroscience, 2005)
ES 細胞から視床下部ニューロン分化誘導とホルモン産生に成功 (2008/8/5 理研プレスリリース, PDF版のみ)
Minimization of exogenous signals in ES cell culture induces rostral hypothalamic differentiation (PNAS, 2008)
ES細胞から層構造を持った大脳皮質組織の分化誘導に成功 (2008/11/6 理研プレスリリース, PDF版のみ)
Self-Organized Formation of Polarized Cortical Tissues from ESCs and Its Active Manipulation by Extrinsic Signals (Cell Stem Cell, 2008)
ES細胞から機能的な下垂体の3次元器官形成に世界で初めて成功 (2011/11/10 理研プレスリリース)
Self-formation of functional adenohypophysis in three-dimensional culture (Nature, 2011)
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著者
企業の研究所で家電関連技術の研究開発に携わっておりましたが、2013年4月をもって退職し、当サイトの専属となりました。Techinityはソース明示のポイントを抑えた解説を、Cul-Onはちょっとした小ネタ紹介的な内容にしていければと思っております。
こういうのを知れば知るほど、何故小保方STAPに関わってしまったのか、ますます分からなくなる。
書こうと思ってた事が書いてあった
焦ってたんだよ。
科学者としてはとても優秀な人だったのですね。
ただ、残念ながら女を見る目が無かった、と。。
年上キラーだという話だが、まさか文字通りだったとはな。
小保方はなんの功績もないのに責任取らずのうのうとまだ給料もらってるんだろ。
はぁ、この期に及んでまだ、ありまぁすっていってんだろうなぁ
倫理的な問題が無いiPSにより再生医療の最前線から引き摺り下ろされて、怨みみたいな感情を山中教授に抱いてたのかな。
だって超有能な研究者がSTAPに飛びついたのは明らかに変だよね。発表してすぐ不正が疑われる論文なのに。
独立行政法人化で国から金を貰うのが難しくなってからウケのいい論文を捏造してまで金を獲得するのが今の日本の研究者に蔓延してるらしいけど(特にバイオ系)、でも笹井教授は金集めでも優秀な人だったらしい。
STAP問題って不思議なところ多すぎるよね。小保方博士は何故にあんな出世したの？とか理系にとってコピペは普通と主張する人が多いけど本当なの？とか
ES細胞でこれだけ華々しい業績を上げたところにいきなりiPSが来たからなあ。
彼自身は、STAPの存在をきっと最期まで信じていたんじゃないかと思う。
彼は小保方氏にがんばって欲しいと言っています。未だあの女がとか言っているような人達が、憶測や偏見でこういった方を追い詰めて行ったと言うことに気がついていない。
気がつくも何も自業自得だろ
世界３大不正の一つの論文の筆頭著者であった.
というのが抜けている.
むしろ偉大な業績を残した研究者が関わっていたからこそ、STAP問題はここまでの大事になってしまったといえる.
言わんとしてることには同意しますし、笹井博士の責任は重大だと思います。
が、問題になってる論文の筆頭著者は小保方博士ですよ。
サイエンスには虚像にしか言えない事象もありますし、
笹井氏も「STAPというものがないと説明ができない」というお話を
されていました。
STAPにしても興味なり科学者の嗅覚なりで研究対象として、
日々研究されていたんだと思います。
最終的には完全な勘違いだったり、ベクトルが違ったりということも
多々ありつつ、ほんの一部の成果・成功例を享受してもらっている側なのですから、
素人視線で語らない方がよいと思いますよ。
すばらしいまとめありがとうございます。
5の業績ですけど、原点は2000年に遡ると思います。ドーパミン賛成ニューロンを高効率に作成したというのは、パーキンソン病の治療の可能性をもたらしました。そもそも、何かの細胞を高効率に分化させるという学問の概念を与えたのは笹井さんをはじめとした先駆者の功績だと思います。それまでは、細胞を分化させることができても、効率はあまり問題視されなかったように思います。でも効率が悪いと実用的ではないのですよ。
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627300000830
貴重な補足情報、まことにありがとうございます。記事本文にコメントを追加させていただきました。
同意です。私が笹井さんの仕事を初めて知ったのはこの論文です。4パラで固定したPA6でも分化誘導できる実験に大変驚愕し、そのピカイチのセンスに羨ましいく思いました。ご冥福お祈り申し上げます。
主張したいのだけど、笹井教授に対する報道は決して行き過ぎたものでは無かったと思う。眉をしかめるような事されたのは上原賞の授賞式で取り囲まれたくらいだよね。この件で批判した側を責めるのは辞めた方がいい。
それとも表に出ない強引な取材があったのか？それはまだ分からないけど表に出た報道は適切なものだったはず。
＞この件で批判した側を責めるのは辞めた方が
それは同意。不正の追求と過去の業績とはトレードオフではないはず。
（別に記事内容がどうとか言うわけではない）
普通の研究者が10や20の功績を残したとすれば
笹井博士の功績は200や300にもなるだろう
今回の件がマイナスだったとして、その評価が失われる事はない
そもそも加算減算の問題ではないしね
バカなワイドショーとそれに釣られるバカな日本人
こんなんだから日本が衰退していくんだ
そうやって嘆くだけで満足してるから、衰退するんだよ。
彼は人知れず必殺仕置人として世のために暗躍していたのを人々は知らなかった。
バッシングだけでなく、生前こういうことをもっと日本メディアが取り上げていれば、死なずにすんだかもしれないのにね。残念。
書きたいことばかりを書くからななぁ、マスメディアは
そして多くの人はそれを鵜呑みにしてしまう
功績があったのは確かだけど
大きな不正に関わったのも確かなんだし
不正が明らかになった時点で第一線で科学者として働く事は不可能だった
報道だってかなり手ぬるい物だったしね
国や理研はばかげてる検証実験をしようとしたりして
全力で問題解決を引き延ばして風化させようとしてた
自殺は結局肥大化したプライドに科学者としては死んだ事が耐えられなかったことが原因でしょう
死に追い込んだ感はあるよなー
あんなに取り上げなくても検証でハッキリ決着つくんだから、見守っとけよ
鬼女が家監視して家族に嫌がらせもしてたし仕方ないね
こういう研究は国益でしょう。笹井先生が研究員の就職先うんぬんって先生に何をさせていたのか？ブレーンの人達はスタップと関係ない。貴重な研究体制を四散させるなんて。事ここに至っては国が先導できないもの？？素人が察しても惜しむに余りある。
論文公表する前にチェック怠らなければこういう事にならなかった。
追い込む原因は自分自身にもあったはずだろ。
マスコミがころしたようなもんだ
小保方の監督責任と言う点では批判されるべきだろうが、ゴシップ的に叩く必要などなかった
小保方さんを攻撃する単細胞が居るようだが、笹井さんに失礼になる事が分からないの？他人を攻撃する資格が有るかどうかじっくり考えろ。
行きすぎたものじゃなかったって上の方でいうけど、そもそもこんな専門領域の問題の可否なんて本来国民的関心事ではないわな。ジャッジはしかるべき機関がしかるべき工程にのっとってすればいいだけの話であって、世論に訴える必要があったのか疑問。iPS細胞のあとだったこともあって、極端に誇大な功績として祭りあげたから勝手に国民的関心事ということになったわけで。
不正をしていいとは思わないし、著名な研究者が自殺したから幕を引いてあげましょうみたいなことには当然ならないけど、かといってSTAP細胞がらみの報道が本当に必要なことを必要なようにやっていたのかっていうとそうはおもえんわ。
研究成果、人事マネージメント、会議取りまとめ、国家プロジェクト先導など、
これだけのことができる方がどこにいるかと本当に思います。
不正論文の件もチーム分担したうえで提供された試料・資料・画像が
間違っているなど、到底笹井氏だけの責任とは思えないのに、
ゴシップ含め卑猥に報道し、それに興味を示す人には愕然とします。
ご冥福を祈りするとともに氏の無念さを考えると無念でなりません。
STAP細胞がらみの報道は全然必要な事をやってないでしょう
しかるべき機関がしかるべき工程に全くのっとらずに滅茶苦茶やってるのが現状ですから
それも国主導で
本来ならボコボコに批判されて然るべき状態です
ほんと、笹井さんのような偉大な学者が、小保方なんぞに人生を狂わされて残念でならない。
小保方は博士持ちの研究ユニットリーダーという、大学の学部生・院生とは異なる一人前の研究者扱いだったろうし、笹井さんは出されたデータなどは素直に信じていたのだろう。
iPSの山中さんに急に出し抜かれたことで対抗意識もあっただろうし、飛びついてしまったのかもしれない。
論文には関わったが自分の研究ではないので自分で実験することもなく小保方から出されたものをそのまま信じ、それを元に論文の再構成をしていった・・・。その時までは本当にSTAPを信じていたんだと思う。
ただ、ある程度ことが進んで疑義が噴出した段階で、STAPは虚構であることは自身がよく分かっていたのではないだろうか。若山さんのように。
何故そこで若山さんのように事実上の敗北宣言ができなかったのか。やはりプライドなのか、それとも小保方との「不適切な関係」があったからなのか・・・。
本当に残念だ。
わたしは科学者ではなく、科学的議論はできません。本論から外れることを申し訳ないと思いますが、今回の笹井さんの死で一番の驚きは人間の精神の脆弱性です。
研究のみの科学者でなく、皆様が投稿されているように、これだけのことができる、常に自信に満ち溢れたようにお見かけする笹井さんが、なぜ自ら人生の終止符を打たれたのかが理解できません。
一般論、組織論からすれば笹井さんにも大きな非があることは間違いないことですが、少なくとも現代日本においては自らの命を差し出す必要はないことは誰でも理解する内容と思います。
その判断ができないまでに、簡単に精神を患うことがあるのだとすれば、人間の脆弱さはあまりにも虚しいと感じます。
あるいは、科学者の特殊な精神性の部分があるのでしょうか。だとすれば、それも不幸なこととも思います。
笹井さんぬ死は悲し過ぎますね。
＞事実、彼の早すぎる死を悼む声が、日本国内のみならず世界中から寄せられています。
誰もがアメリカ語を熟知しているわけじゃないので、和訳してくれないでしょうか。
どんなことを発言しているのか気になるわ、くまもん。
お世話になっております。少し意訳的ですが、簡単な和訳をつけましたのでご確認ください。
「STAP細胞はありまぁす！」とか言って先延ばしにしないで「今から証明しまぁす！」とでも言ってさっさと検証実験を始めればよかったのに。
この期に及んで死ぬまで小保方さんを信じていたなんて、お人好しにも程がある。
STAP細胞の存在が証明できないことは色々な研究者が指摘してるし、研究ノートのずさんさやマウス購入記録の不存在からも、悪質な捏造であることは明らか。
彼女は、よく考えて、正直に謝罪するべき。
あと、笹井さんも気の毒だけど、色々酷いゴシップを書かれた上に、小保方さんを最後までかばった遺書まで残されて、死なれた家族はもっとかわいそう。