1011特集

3特集 3

カガク×アートで見る生体分子，そして 3.11
新潟県立大学准教授

１．生命を支える分子は美しい

本間善夫

フェにいがた」が 4 日間出張展示した際，分子模型

この世界を構成する物質の多くは私たち生物も含モル・タロウ 4) を組み立ててもらった記念写真で，め，分子でできていることを人間は長い時間をかけ分子結合のルールと設計図を示すことで小学生でもて見出してきた。しかしながら，そのことを認識し分子の組み立てを楽しめることがわかる。ている人は予想以上に少ないのかも知れない。日々水が H2O であることは多くの人が知っているの呼吸し，食べ物や医薬などを体内に取り入れ，さまに，習っていないとか別世界のもののように扱われざまな道具をその特性に合わせて使いこなしているるのは，高校理科で化学分野の科目をとらなかったというのに，分子という語に拒否反応を示すようなり，また，受けても化学式は暗記の対象でしかなく，場合さえ見受けられる。

そのルールを教わっていないからではないだろうか。

筆者は，日本最大のサイエンスイベントと言われそのような意味で，イベントなどにおいて何かモノるサイエンスアゴラに 2006 年の第 1 回から参加しや視覚に訴える画像・動画を用いて対面形式で体験たり，各地の科学館・博物館のイベントを見に行っなどをしてもらうのは有効と考えている。特に 目たり，新潟市内で有志と「サイエンスカフェにいがに見えない 分子との接点をどこに見出すかは，テーた」 を運営したりしているが，人気の高いテーママに応じた工夫が求められる。

1)はオーロラ，天体，恐竜，化石などであって，分子なお，「とやのがたグリーン・フェスタ 2012」では関連は開催自体が少ないし，あっても人の集まりが多くのブースがポスター展示だけで説明者がおらず，よくないようだ。書籍などでは分子構造式を出すとせっかくの出会い（展示者と来場者，あるいは展示売り上げが下がるという説もあるし，テレビの科学者同士）の 場 が有効に機能していなかった。学校番組でさえ分子という語を避けて 極小のチリ物質で展覧会などを見に行くことを宿題にする場合も多などという語を用いた例 2) もあるほどだ。

いが，生徒任せにするのではなく教員が引率してき

しかし，やり方によっては分子に身近さを感じてちんと説明するような習慣も大事だと考えている。

もらえるはずだ。図 1 は 2011 年のサイエンスアゴ

そうすることによって自発的にいろいろなイベント

ラ出展

3)の展示ブースとトークに来てくれた化学好に出かけて行くようになるのではないだろうか。

きの小学生の写真で，他の化学関連企画も多数見て筆者の分子関連企画では分子の塗り絵や分子模型

←疎水性

図3

生体分子の分子模型の例

タ ベ ー ス Protein Data Bank 6) の 登 録 デ ー タ ID
は，1 文字目が数字，2 〜 4 文字目がアルファベッ
トか数字で示される）で，多くの人が名前を知っているインフルエンザ治療薬タミフル（有効成分は体内で代謝されてできる分子なので模型でもその構造にしてある）が結合しており，タンパク質と低分子（リガンドと呼ぶ）の 鍵と鍵穴 の関係で薬の効く仕組みを視覚的に説明できる。右は最近開発されたKawakami Model（今後名称が変更になる可能性あ7)によるウシロドプシン PDB 3PQR である。フり）

レキシブルなシリコーン樹脂製で 3 分割モデルにしたため，リガンド（この模型ではレチナール）を出し入れして 鍵と鍵穴 の関係をより実際的に説明でき，生体分子の柔軟性を反映していることから新奇な知見が得られる可能性もある。レチナールはビタミンA の一種（誘導体とする場合もある）であり，光に反応するレチナールが不足すれば視覚に影響が及ぶこ

図4

疎水性残基が多い部分

親水性→生体分子の 3D 画像（左）鎖別着色表示 （右）親水性・疎水性識別表示とも説明できる。Kawakami Model は 2012 年 9 月
時点では正式な受注生産を開始しておらず，開発者
Snet- 図版 template.aiの川上勝先生（北陸先端科学技術大学院大学）の全面的な支援を得てスタジオミダス社 8) に製作してもらったものである。Mol 造，Kawakami Model とも現在は高価であるが，今後利用が広がれば価格が下がっていくと考えられる。
なお，図 3 の着色はタンパク質を構成するアミノ酸の親水性・疎水性を色分けする筆者オリジナルのものにした（なお，Kawakami Model は水中に入れると色彩が明瞭になる）。図 4 はカリウムチャネル
タンパク質例 PDB 1BL8 であるが，図 3 右のロドプシン同様膜タンパク質であり，親水性・疎水性で色分けすると膜貫通部分が疎水性の緑色になっていることが一目瞭然である（本稿の Web 転載版はカラーで参照できる予定）。アミノ酸残基の親水性・疎くれたとのことである。図 2 は 2012 年のゴールデ組み立て，パソコン上の 3D 分子をマウスで動かす

水性は 鍵と鍵穴 の関係を説明する上でも有用と考

ンウイークに新潟県立自然科学館で開催された「となど体験を重視するようにしている。最近になってえている。

やのがたグリーン・フェスタ 2012」に「サイエンスカ

3D プリンタによりタンパク質や DNA などの立体

図 5 は，アメリカで数年前から行われている生体模型が作成されるように分子組み立てコンテストの様子である（Facebookなり，目に見えない生体による写真紹介ページ）9)。このようなアートとゲー分子の形の面白さや美しムを組み合わせたとも言える生命科学イベントで，さを手に持って実感でき生体分子の機能を知り，私たち生命体の成り立ちをるようになってきている。

知ることは，とても大切ではないかと考えており，

図 3 が そ の 例 で， 左 が日本でもそのような機運が高まることを期待していの石膏（他にナイるところである。PDB で生体分子の構造の美しさロン製あり）によるインフをイラストで表現し続けている David S. Goodsell

ル エ ン ザ ウ イ ル ス の N1

博士の Molecule of the Month が，日本蛋白質構ノ イ ラ ミ ニ ダ ー ゼ（PDB10)として和造データバンク（PDBj）で「今月の分子」

Mol 造

図1

サイエンスアゴラでの展示ブースの様子

図2分子模型を組み立ててくれた小学生

5)

2HU4；生体分子構造デー

図5

生体分子組み立てコンテストの様子（アメリカ）

訳が掲載されているのも心強い。高校理科の化学の12

13

特集 3

特集 3

領域などでも生命科学を扱うようになり，化学や生放射線の影響については，環境省によって 2011

物の教科書・参考書でタンパク質の 1 次構造から高年度から開始された化学物質の影響を調べる「子ど次構造までの図も載るようになっていることにも着もの健康と環境に関する全国調査」（エコチル調査）

科学や科学コミュニケーションに対する批判が高参考文献

目しておきたい。

12)の中で，福島県については調査対象地域が県全

まり科学離れが懸念される反面，被害者や支援者が

1) サイエンスカフェにいがた，http://www.ecosci.jp/n-cafe/

域に拡大され，こどもへの放射線の健康影響も調べ

真摯に学んで発信している数多くの例も見逃せない。

ることになった。なお同調査は，近年児童にアレルその発信という意味では，震災直後から大きな役割

人間はおよそ 60 兆個の細胞から成り，各々の細ギー，小児ぜんそく，小児糖尿病，発達障害などがを果たした Twitter や Facebook といったソーシャ胞には約 80 億個のタンパク質が存在するとされ，年々増えていると見られることから，その原因を究ルメディアを含むインターネットの存在を抜きには間断なく生成・分解して生命活動を維持している。

明することを目的としているもので，全国各地で語れない

そのことを思うと，人間に限らず多くの生物の 1 つ10 万組の子どもたちとその両親について追跡調査

後約 1 週間にインターネット上に流れた避難関連な1 つの生命の大切さというものを感じずにはいられ（胎児期から 13 歳まで）を行うものである。人工のどの膨大なデータ（ビッグデータ）を分析する共同事ない。

有害化学物質の悪影響に放射線の影響が加重される業が開始されるとのニュースも出された。

２．生体分子と環境の変化

地球において最初の生命や生体分子は深海，あることがあってはならないだろう。

を巻き込んで残念な結果に陥ってしまうことも想像される。

。なお 2012 年 9 月には，東日本大震災

15)

筆者自身は 1964 年の新潟地震で自然災害の凄ま

人間社会は科学技術の発達で短時間のうちに地球じさを知り，2007 年の新潟県中越沖地震で東京電れるようになってきている。極限環境生物学や宇宙上になかったもの，少なかったものを大量に生産す

力柏崎刈羽原子力発電所の原子炉が緊急停止した事

生命科学といった新分野の進展で次々と知見が積みるようになり，その多くは処理されずに環境中に放実から，大きな地震があるたびに原発情報をチェッ重ねられている成果である。

出され続けている。その上に，原子核の中に隠されクしていたところ，東日本大震災の際は新潟市でも地球環境の変化に対応しつつ，自らのシステムやていた核力も利用するようになった影響は多大なも経験のない異様な揺れを感じて，屋外に出て携帯電他者との関わり方を変えながら長い時間をかけて築のがある。人間に限らず，生物の適応のスピードは話で Twitter による発信・情報収集を試みた。そのき上げられた現在の生命システムは，物質的には地とてもそれに追いつけないでいることに気付くべき

後テレビ等で津波の惨状を目の当たりにして，未だ球の限られた表層の海・陸地・大気にあるものをやり時機と言える。

先に記した気持ちのまま今に至っている。

くりして廃棄物が出ないように循環させ，エネル

そのことをパソコンの画面の生体分子モデルやリ自分で できること を模索しつつ，1996 年の開ギー的には太陽の光エネルギーを原資に植物などのアルな分子模型を見ながら，じっくり考えてみるの

設以来個人で運営している Web サイト「生活環境化

光合成によって産み出される栄養物を出発点としてもよいのではないかと考えている。共生という語も16)の中で，震災関連コンテンツをいくつ学の部屋」

階層的に成立している。そこでは 食う食われる と念頭に置きつつ。

か作成し，特に近年は生命誕生や生体分子（DNA や関係も数多く見いだすことができる。ロングセラー

３． 3.11 への想い

「ゾウの時間ネズミの時間」の著者，本川達雄さんは言葉を失う 3.11 を経て，国内のみならず海外で「生物学的文明論」 でサンゴと褐虫藻の共生を紹も多くの人が自分は何を語るべきか悩み続けている。

11)タンパク質）に関心を持っていたことから，それらのコンテンツ群 17) も充実させ，その経緯などを中心に地元紙・新潟日報にコラム『震災と環境問題

生

命の働き学ぶ契機に』 を投稿したのに続き，日本
18)介している。その中の一例は褐虫藻の光合成を助けそれが大変な難題であることは，辺見庸「瓦礫の中化学会機関誌「化学と工業」
2012 年 2 月号の特集「美るために有害な紫外線を遮ったり有用な光を補ったから言葉をわたしの〈死者〉へ」13) を読むと再認識

しい形の分子」に『タンパク質分子の美しさを広くりするタンパク質群をサンゴが産生するというものでき， わたしたちはもっと，語ろうとしていっか知ってもらうために』 を掲載してもらうことがでである。

な語りえない，内面の言葉が必要です との語り（同きた。地球という星に生まれた生命は多数の分子が19)今問題となっている放射線はその紫外線より強い

書 p.104）に沈思するばかりである。被害者や支援協調して維持されていることを改めて認識することエネルギーを有している。それにより生命システム活動をしている方々からの言葉に心を打たれる一方，で，その尊さに思いを致し，3.11 とこれからの社会はどのような影響を受けるのか，内部被曝，低線量メディアやインターネット上に溢れる空疎な言葉やを考えることができたらと考える次第である。

被曝，晩発性障害など，現在の科学では未解明，あ不毛な争い・無関心にはやり切れない場合もある。

なお，これらの視点に関係する画像・模型は 2012

るいは判断が分かれる事象についての懸念が拭いき

震災や原発に関する本が多数発刊され続けるものの，年 11 月 9 〜 11 日に東京お台場地域で開催されるサれないという残念な状況にある。確かに生物は放射すべてに目を通すことが不可能であるだけでなく，イエンスアゴラの展示（11 月 10 〜 11 日，日本科学

線などで損傷を受けた DNA を修復する仕組みなど読むことに囚われると自分の考えを発信する機会を20)でも展示する予定なので，是非多くの方未来館）も有しているが，多種多様な生体分子の中には過剰逸することにもなりかねない 14)。にご来場いただきたい。人間が見出した分子というなあるいは継続的なダメージには対応しきれないものがあるかも知れないのだ。

教育の場でも放射線の影響（内部被曝など）や放射線教育について多様な意見が飛び交い，時には生徒存在に，多くの方から親しみを感じてもらうことができたら幸いである。の謎』，http://www.nhk.or.jp/zero/contents/dsp392.html
3) 日 本 コ ン ピ ュ ー タ 化 学 会 ＠ サ イ エ ン ス ア ゴ ラ 2011（2012/11/19-20 東京都立産業技術研究センター），
http://www.ecosci.jp/sccj_sa2011/4) モル・タロウ，http://www.talous-world.com/
5) Mol 造，http://www.fiatlux.co.jp/product/lifescience/molzou/molzou-index.html
6) Protein Data Bank，http://www.pdb.org/pdb/home/
home.do

いは高温高圧の海底地下で誕生・生成したと考えらいう関係だけでなく，お互いに助け合う共生という

2) サイエンス ZERO
『病気になる前に治す！血中 極小物質

『3D 印刷技術を応用した新たな分子模7) JAIST（2012/08/06）
型の作製方法を開発−複雑なタンパク質の構造，機能の直 観 的 な 理 解 が 可 能 な 教 材， 研 究 用 ツ ー ル に 応 用 −』，http://www.jaist.ac.jp/news/press/2012/post-330.html
8) スタジオミダス，http://www.studio-midas.com/
9) Facebook，Science Olympiad National Tournament 2012
- Center for BioMolecular Modeling10) PDBj，今月の分子，http://www.pdbj.org/mom/11) 本川達雄，「生物学的文明論」，新潮新書 (2011)12) 環境省，エコチル調査，http://www.env.go.jp/chemi/ceh/13) 辺見 庸，「瓦礫の中から言葉をわたしの〈死者〉へ」，

NHK 出版新書 (2012)14) 雑誌特集『放射線副読本をどう考えるか』，「科学」2012 年
10 月号，岩波書店
15) たとえば，東浩紀・飯田哲也・荻上チキ・津田大介・宮台真
司 ほか，「IT 時代の震災と核被害」，インプレス (2011)16) 本間善夫，生活環境化学の部屋，http://www.ecosci.jp/
17) 本間善夫，生命を知り生命に学ぶ，http://www.ecosci.
jp/life/18) 本間善夫，地論『震災と環境問題

生命の働き学ぶ契機に』，2011/11/12 付け新潟日報
19) 本間善夫，化学と工業，65(2)，118-119(2012)20) 日 本 コ ン ピ ュ ー タ 化 学 会 ＠ サ イ エ ン ス ア ゴ ラ 2012（2012/11/10-11 日本科学未来館），http://www.ecosci.jp/
sccj_sa2012/【補足】なお，本稿に記した URL および補足事項を以下に掲載する。
http://www.ecosci.jp/sn2012/