日本ＲＮＡ学 会 会 報No.43 (2021 年 6 月発行）

巻頭言
オンライン年会の心構え •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 鈴木 勉

１

海外より
アメリカでの就職活動•••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 藤井 耕太郎 ３

RNA エッセイ
mRNA ワクチン：新型コロナウイルス感染を抑える切り札となるか？ •• 飯笹 久

１０

危機管理としての RNA 基礎研究 ••••••••••••••••••••••••••••• 稲田 利文

１６mRNA ワクチンと基礎研究 ••••••••••••••••••••••••••••••••• 泊 幸秀

１７

Dr. Q •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 吉久 徹

２０RNA エッセイ『走馬灯の逆廻し :RNA 研究、発見エピソードの数々』古市 泰宏
第 28 回 コロナウイルスへのメッセンジャー RNA ワクチン ••••••••••••••••••••２４
第 29 回 これからのワクチンは分子生物学 mRNA ワクチン •••••••••••••••••••３２

日 本 R N A 学 会（THE RNA SOCIETY OF JAPAN）
www.rnaj.org

巻頭言オンライン年会の心構え
鈴木 勉（日本 RNA 学会会長）
皆様、いかがお過ごしでしょうか？
COVID-19 の感染が拡⼤して⼀年以上が経ちました。すっかり、オンラインでの⽣活に慣れてしまい、昼間は会議や講義、夜は海外のシンポジウムに参加したりと、⼀⽇中PC の前に座っていることも珍しくなくなりました。会議中にコーヒーを飲む回数も増
えて、先週は、ついうっかり、コーヒーを PC にぶちまけてしまいました。いつかはやるだろう、とは思ってましたが、、、ということで、この巻頭⾔は新しい PC のセット
アップがようやく終わってから書いています。締め切りを⼤幅に過ぎてしまい、編集幹事の甲斐⽥さんには本当にご迷惑をおかけしてます。
この⼀年間ほぼ毎⽇、新型コロナウイルスに関する専⾨的な話題や、ワクチンや治療薬に関する情報が TV やインターネットを通じて⼀般社会に広く流れています。おかげで RNA ウイルスや mRNA という⾔葉が⼀般にも通じるようになったことは、RNA を研究している我々にとっても喜ばしい限りです。RNA 学会の事務局にもマスコミから取材の申し込みや、RNA に関する質問などが届いています。庶務幹事の伊藤さんと編集幹事の甲斐⽥さんには、適切に対応してくださり本当に頭の下がる思いです。普段は、「専⾨的過ぎる研究」に没頭している私たちも、コロナ禍においては⼀定の需要があるものだと感じています。私⾃⾝も新聞やマスコミからの依頼にはできるだけ丁寧に対応するように努⼒しています。名誉会員の古市先⽣をはじめ評議員や会員の皆様がご寄稿くださっているエッセイもたくさん読まれているようです。特に、飯笹さんの mRNA
ワクチンに関する記事（本誌 10 ページ）は、225,000 回以上閲覧されているそうです。
また、古市先⽣の関連のエッセイ (RNA 学会会報 第 41 号 第 25 話−27 話、本誌 24ページ（第 28 話、第 29 話）) も計 78,000 回も読まれているそうです。朝⽇新聞社の記者が mRNA ワクチンのキャップ構造が⼤事だというところに気がつかれ、古市先⽣の発⾒をきちんと取材して、⼤きな記事 (2021 年 4 ⽉ 15 ⽇ 朝⽇新聞⼣刊) にしてくれたことは、私たちにとって、とても誇らしいですし、⽇本の RNA 研究のプレゼンスを⽰す意味でも、本当に喜ばしい出来事でした。おそらく会員の皆様もそれぞれの環境でアウトリーチ活動を⾏っていることと思います。ぜひ、皆さんで RNA 研究の⾯⽩さ
やすばらしさを広めていきましょう。
⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
1さて、第 22 回⽇本 RNA 学会年会まであと⼀か⽉になりました。昨年は流れてしまったので、今年こそは鶴岡で会いましょう！と意気込んでいただけに、オンライン開催となり、本当に残念です。年会⻑の⾦井さんはまさに苦渋の決断をされたと思います。
今回の年会は、ゲストスピーカーによる講演会、オンデマンド視聴など、オンラインならではの仕掛けを準備してくださっています。皆さんで⾦井さんの熱い思いを受け⽌めて、⼀緒に盛り上げましょう！
この⼀年で、オンライン学会は珍しくなくなりましたし、皆さん、何度も参加されて慣れていらっしゃることと思います。おそらく、メールしながら、雑⽤やりながら、⾷事をとりながら、など、何か別のことをしながら、気軽に参加できるのがオンライン学会のいいところかもしれません。すでにこの年会の会期中に会議とか、別の予定を⼊れてしまった⽅もいらっしゃるのではないでしょうか？ある程度は仕⽅がないことですが、参加費も⽀払うことですし、ぜひ会期中 (7/7 ‒ 7/9) は、なるべく予定を⼊れずに、集中して参加できるように、スケジュール調整をお願いいたします。オンライン学会を成功させるには、なるべく多くの参加者が PC の画⾯にかぶりつくくらいの気持ちで参加することが⼤事だと思います。オンラインで飲み会をやる際も、無理をして、がんばって参加をしないと、決して盛り上がりませんよね。発表される⽅は、⼆年分の研究成果をぶつけてきます。それをきちんと受け⽌めて、真剣にディスカッションすることが重要だと思います。あのラボの研究はどういう⽅向に向かっているのか？あの論⽂の続きが知りたい。最近帰国して独⽴した PI はどんなプロジェクトを⽴ち上げたのか？⼆年前にいい発表をしたあの⼤学院⽣の進捗は？などなど、興味はつきません。今年は、
Dr. Q（本誌 20 ページ）がどんな質問で攻めてくるのか、今からとても楽しみです。
では皆さん、オンラインでお会いしましょう。

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2

海外より

アメリカでの就職活動
藤井 耕太郎（University of Florida）
2020 年の 12 ⽉に University of Florida にて研究室を開設させていただくに⾄りました藤井といいます。今回は甲斐⽥さんに留学と Job search についての寄稿をお声がけ頂
き、会報に載せて頂きました。甲斐⽥さんとは 2009 年に Wisconsin で開かれた RNA
学会に参加した際に知り合いました。その際に「留学どうですか？」と質問したところ「すっげぇ楽しい」と答えられたのが⾮常に印象に残っています。実際に初めての RNA
国際学会はとても楽しく、世界ではこんなにダイナミックに⾊々な研究が⾏われているのだと⾮常に感動したのを覚えています。今思えばそこから海外を意識し始めたように思います。ぜひ博⼠課程の学⽣さんは国外で⾏われる国際学会に⼀度は参加することを強くお勧めします。
ポスドクとしてアメリカへ
僕は⽣き物を知るなら、最⼩単位で⽣物として成り⽴っている単細胞⽣物がどのように恒常性を保っているのかを知りたいと考え、学部⽣時代には東北⼤学で⼭本先⽣、布柴先⽣のもとで酵⺟菌を⽤いて DNA 修復の研究を⾏い、⼤学院では京都⼤学で⼤野先
⽣、北畠先⽣のもとで同じく酵⺟菌を⽤いてリボソームの品質管理を研究しました。細
胞内で機能を失ったリボソームがどのようにして認識され、分解されるか、その分⼦機構の⼀端、偶然にも DNA 修復の因⼦が関わること、を明らかにし、博⼠号をいただきました。余談になりますが、リボソームの品質管理機構は Melissa Moore 博⼠のグループが発⾒し、同時期に発⾒していた北畠さんを筆頭とする僕らのグループは彼⼥らとしのぎを削る競争をしていました。フロリダで Melissa Moore が主任研究者を務める
Moderna の RNA ワクチンを打つ際には RNA 研究の成功産物として嬉しく、感慨深い
ものを感じました。
ポスドクでは単細胞⽣物ではなく多細胞⽣物を⽤いて、⼀細胞から哺乳類の複雑な⾝体が作られる胚発⽣の過程を研究したいと考えていました。そんな中、特定のリボソー
ムタンパク質を含むリボソームが発⽣に重要である Hox mRNA の翻訳に必要であるこその論⽂の最終著者である Maria Barnaとを⽰す論⽂が Cell から 2011 年に発表され 1、博⼠にポスドクとして研究したいと直ちにメールを出しました。San Francisco にインタビューを受けに⾏き、Maria からフェローシップの獲得を条件に来ても良いと⾔われ
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ました。何とか上原記念⽣命科学財団からフェローシップを頂き、2012 年から留学しました。Maria は当時カリフォルニア⼤学サンフランシスコ校（UCSF）のヤングフェローと⾔う⽴場で、僕は Barna 研究室のかなり初期のポスドクでした。留学して⼀年も⽴たないうちに Maria は Stanford ⼤学でポジションを獲得し、研究室も移動しました。
Stanford ⼤学はアメリカでもトップを争う⼤学で Maria もテニュアの審査ではずば抜けた結果を要求されるため、ポスドクに対しても⾮常に厳しく、プレッシャーも強かったです。なので「とにかく苦しかった」、けれどもサイエンスのアウトプットとしては、
リボソームや翻訳段階が胚発⽣過程でのダイナミックな遺伝⼦発現にどのように関与し、制御しているか、また進化の過程でリボソームがどのように変化をし、タンパク質
合成にどのような影響を与えて来たのか、といった⽣物の本質を洞察する⾮常に⾯⽩い仕事をできたと思っています。Barna 研究室には週末も夜も常に誰かがいていつでもディスカッションができました。研究室では僕は圧倒的に英語ができなかったのでその分はハードワークで補うようにしていました。⾮常に⼤変で観光もほとんどできませんでしたが、今となっては良いポスドク時代でした (写真 1)。

写真 1. コロナ禍でのオンラインお別れ会を開催していただきました。左上がメンターの Maria Barna その横が筆者。
アメリカでの Job search
アメリカでは優秀な⼈は Nature, Science, Cell のいわゆる Top journal から論⽂を出して 3-5 年くらいでポジション獲得に動き出します。8 年間ポスドクをするというのは⾮常に⻑いです。僕はポスドク 5 年⽬の 2017 年の 1 ⽉と 6 ⽉にやっと第⼀著者として
Nature Communication と Molecular Cell を出すことができ 2,3、そろそろ次を⾒つけて
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4

出て⾏きたいと考えました。この段階では Maria にまだ publication が弱いのではない
かと⾔われていました。すでに進んでいる酵⺟菌を使ったプロジェクトがあったので、そちらも進めながら 10 個ほど応募をしました。しかし、どれも書類選考の段階で落とされてしまいました。今となれば当時のアプリケーションの書き⽅など他の部分も全くダメだったのですが、当時は publication が⾜りないと考え、進めていたプロジェクトに集中しようと考えました。その結果、何とか 2018 年付けで Molecular Cell から発表することができました 4。この Molecular Cell の論⽂は博⼠課程で⽤いたコンストラク
トを応⽤して、今まで機能が解っていなかった、進化の過程で真核⽣物のみが獲得した
特異的な rRNA 領域が翻訳の正確性を上げる役割を持つことを明らかにしたもので、⾃分が⼀から考えた研究が形になったので⾮常に嬉しかったです。
これら三つの第⼀著者の論⽂を武器にもう⼀度アプリケーションを練り直し、2019
年のジョブマーケットでは 30 以上のポジションに応募をしました。その中から 5 つほ
ど連絡をいただき、オンラインインタビューへと進みました。このいわゆる Skypeinterview が僕には⾮常に⻤⾨でした。⼤学ごとに形式も異なり、うまく⾃分の研究、
⾃分⾃⾝を売ることができませんでした。アメリカ⼈でもここを苦⼿とする⼈もいるようでした。出来るだけ⾊々な⼈と事前に練習をしておくことをお勧めします。オンサイ
トインタビューでは今までの研究発表とチョークトークと呼ばれる未来の研究室での研究プログラムを発表する予定になっており、両⽅を準備するのに 1 ヶ⽉以上かけました。Maria も含めて僕の研究を理解している研究室の⼈たちに何度も発表を聞いてもらい、さらに僕の研究をあまり知らない⽅々にも聞いてもらうため、所属している学科のメールリストに流してそれぞれの発表を 2 回⾏い、都合のつく教授、ポスドク、学⽣の皆さんに聞いていただきました。これらの発表練習や質問に答えていく中で発表も将来の研究プログラムも⾮常に洗練させていくことができ、⼿伝って頂いた皆様には感謝してもしきれません。
On Site Interview
⾶⾏機が遅れるなどの問題はありましたが、インタビューは、⾶⾏場にファカルティ
ーサーチのチーフの⽅に迎えに来て頂き⼣⾷を取るところから始まりました。翌⽇は朝⾷をファカルティーと⼀緒にとり、研究発表、学⽣やポスドクと昼⾷を取り、最後にチョークトークをしました。さらに、それぞれの間にファカルティーと⼀対⼀でディスカッションをして、最後に⼣⾷を⼀緒に⾷べて終わりました。⾮常に濃く、短い 1 ⽇でした。インタビュー前⽇のホテルでは緊張でほとんど寝られませんでした。発表も⾮常に

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5緊張しました。しかし、インタビューのプロセスは思いの外楽しく、それが表に出ていたことがインタビューのうまく⾏った理由の⼤きな部分を占めているように思います。
オンサイトのインタビューで求められるものは⽇本もアメリカも基本的には同じだと思います。学⽣、ポスドク、教授、様々な⽴場や研究分野の⼈が混じった聴衆に対して分かりやすい発表ができ、議論できること。また、他のファカルティーに会う時には研究室のボスと話すときの態度とは異なり、⾃分のサイエンスを主軸とした上での対応を求められます。⾃分に何が出来るかをアピールして共同研究の案を提案してもそれは相⼿のサイエンスに依存し、⾃分の主軸が無いように受け取られます。インタビューの前に会う⼈たちのホームページや過去の論⽂、現在とっているグラントの⽬的を読んでおきましたが、会話の中で⾃然と出てくるコメントや疑問をもとに議論をしていくことが重要です。どのような状況でも同じですが、⼀⼈⼀⼈との会話に集中して『楽しむ』ということが最も⼤切なのだと思います。最後のチョークトークが始まる前にはすでにヘトヘトでした。チョークトークでは最初の 5-10 分と最後の 5 分で⾔いたいフレーズ
は決めていましたが、それ以外は話の⾻格を作って、質問次第で柔軟に説明できるようにしていました。また、これは全ての発表で共通して意識していることですが、全ての質問をポジティブに受け⽌め、そこから議論を発展させるように答えるようにしています。相⼿の質問、発⾔に対してネガティブに捉えたり、敵対する意⾒として捉える⼈を雇うとは思えないのでサイエンスも重要ですが、それ以外も良い印象を持って貰えるよ
うに努⼒しました。その⼀つが⼣⾷だと思います。アルコールを⼀杯程度飲んで (酔っ払わず) 楽しく会話をできることをアピールします。インタビューが 2020 年の 2 ⽉の最後の週でしたので当然、コロナのことは話題に出ましたが、当時はこのように世界が⼀変するとは夢にも思いませんでした。⾃分から話題を提供することも重要です。僕は⾷事中だし、料理に関してサンクスギビングの時などにターキーを塩麹で 1 ⽇熟成させることや⾖腐の作り⽅などを話しました。熟成や⾖腐はみんな興味があったり好きではあるけれども、⾃分でやる⼈は少ないので興味を持って聞いてもらえました。⼣⾷の時に⽣活する上での⼼配事 (教育や安全など) に関して訪ねるのはちゃんと⽣活することを考えていることをアピールする上でも重要です。良いレストランのようでしたが、残念ながら料理の味を気にする余裕は僕にはありませんでした。
コロナ禍でのオファー獲得
インタビューの翌⽇にカリフォルニアに帰ったのですが、サンフランシスコ空港に着
くと携帯に留守電が⼊っており、⾶⾏場から電話をかけ直してセカンドヴィジットへの招待を受けました。⼤変嬉しかったのにそれを咄嗟に表現する語彙⼒が無かったのが残⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
6念でした。ところが、インタビューの翌週からカリフォルニアでのコロナの報告数が急激に増えていき、週末にはスーパーから冷凍⾷品が消え、僕たちもお⽶などを備蓄し始めました。インタビューから 2 週間後にフロリダ⼤学と話をしてカリフォルニアから訪問してもらうのは難しいだろうという話になり、Zoom を使って前回会えなかった
Department Chair と Dean と⾯接をしましょうという話になりました。本来であればセカンドインタビューは家族全員で訪れて、住まいを紹介してもらうなど、現地での⽣活をイメージすることがメインとなるはずでした。さらに、Dean と⾮常に美味しい⼣ご飯を⾷べたり、スタートアップの⾦額を交渉するなど、こちらとしては楽しみな話が待っているはずでした。⼈からは⾼級料理店でキャビアをねだったとか、⾼いワインを飲めるとかの話を聞いていたのですが、そう⾔ったことは全くなく、Hiring Freeze になってしまったので、本来ならばバーバルオファーのはずなのですが、今後のコロナの動きを⾒ていきましょうと⾔われて終わりました。当時はニューヨークがどんどんと悲
惨な状態になっていたところでしたので、セカンドインタビューをしてくれただけでもまだ可能性はあると受け⽌めるしかありませんでした。
その後も、皆さんもご存知の通り、全く好転する様⼦はなく、むしろカリフォルニア
州とフロリダ州がコロナの件数のトップ 2 で、Hiring Freeze が溶ける気配は全くありませんでした。そんな状況下でもフロリダ⼤学の Laura Ranum 教授は粘り強くなんとかしようと僕を引っ張り続けてくれました。僕の家族が⼀度もフロリダを訪れたことがないことを⼼配して、Zoom でフロリダ⼤学の⽇本⼈ファカルティーを紹介してくださ
り、安全⾯や⽇本⾷品の⼿に⼊りやすさなど、現地の⽣活を少しでもイメージできるよ
うに⼿助けをしてくれました。ただし Laura もこんな状況でどうなるか分からないので
Job search は続けた⽅が良いだろうと⾔っていました。僕も出来ることをやって⾏こうと思い、Industry の求⼈や⽇本のポジションにも応募をしました。また、何かのきっかけになるかもしれないと思い「さきがけ」の⾼橋教授が開かれている「多細胞」にも応募をしました。物事が進み始めたのは、その「さきがけ」の⾯接選考についての案内のメールを 8 ⽉ 6 ⽇に受け取ったところからでした。「さきがけ」を海外から取るための⼀番のハードルは JST と海外の⼤学でのお互いの同意 (特許や間接経費など) を取ることだと聞いていました。実際に、どれだけ同意が取れそうかを推し量るために七項⽬の質問に対する返答を⼤学のグラント担当と⼀緒に作成し、⾯接前に提出することが要求されていました。その七項⽬を Stanford ⼤学のグラント担当者に持っていったところ、七項⽬全てが簡単に Yes と⾔えないと⾔われ、⼀蹴されました。フロリダ⼤学とは8 ⽉までほぼ進展がなかったので、これが最後のチャンスかもしれないと思い、Lauraに連絡を取り、状況を説明しました。⾯接の準備をしながら、Laura、JST、⼤学のグラ
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7ント担当者とそれぞれ話し、なんと 8 ⽉ 19 ⽇にフロリダ⼤学から Offer letter を頂き、すぐさま受理しました。そこから⼤学のグラントシステムに登録などをしていき、25 ⽇にグラント担当者からの七項⽬に対する返答を JST に提出し、26 ⽇にさきがけの⾯接を受けました。⾮常にギリギリの綱渡りでしたが、何とかさきがけの⾯接も通りました(JST とフロリダ⼤学の間の合意の交渉は 2021 年 4 ⽉現在も続いています)。これだけ早くプロセスを進められたのは Luara が⾮常に強く、素早く Dean など決定権を持っている⼈たちを説得してくれたことに尽きます。⾯接に間に合うかどうかのギリギリの状況下だったのでオファーの内容に関して交渉する時間は全くなく、そのまま受理する形になりましたが、その内容は驚くほどに良く、安く叩いて買うのではなく、このような困難な状況の中オファーまで持ち込めたことがきちんと評価された内容であることを⾮常に嬉しく思いました。僕も短い時間の中でグラントの獲得のために最善を尽くしてくれたフロリダ⼤学を信頼し、困難を共に乗り越えた『この⼤学』で頑張りたいと強く思えました (写真 2)。

写 真 2. フ ロ リ ダ ⼤ 学 の 筆 者 の 研 究 室 の あ る Cancer Genetics Research Complex(CGRC)

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8最後に
コロナのお陰で苦労した部分はありましたが、幸運にも何とかポジションを獲得することができました。現在は研究体制を整えようと忙しい毎⽇を送っています。なお、ポスドクを募集していますので興味のある⽅は是⾮ご連絡を下さい。僕の研究室では、多細胞⽣物の胚発⽣、⽼化や疾患といった in vivo の⽣命現象において、タンパク質合成の『量』および『質』がどのように時空間的に制御されているのか統合的に理解し、その⽣物学的意義や疾患への影響を明らかにしていきます。そのために、古市先⽣がいつもおっしゃられている「やってみなけりゃわからない (YMW)」という⼼構えで困難や新たなことに挑戦し続けたいと考えています。
つい先⽇ですが、博⼠過程の指導教官である⼤野先⽣が退職し、研究室を閉じるということを北畠先⽣から伺い、⼤野先⽣退官記念のオンライン同窓会に参加させていただ
きました。懐かしい⽅々のお顔を⾒ることができ、⾮常に楽しいひと時でした。⼤野研
究室は僕にとって、アメリカにいても⽇本に帰国する度に⽴ち寄らせていただく⼤切な場所としてあり続けました。そのような還る場所がなくなってしまうのは不安でもあり、⼤変寂しくあります。⼤野研には修⼠、博⼠過程と学振 PD ⼀年の計 6 年間在籍し、当時は 1 ⽇の⼤半を研究室で過ごし、サイエンスに没頭させて頂きました。23-29 歳という⻘年期の遅めの時期を京都⼤学のウイルス研究所という歴史のある地で過ごしたことは僕にとって⾮常に⼤きく、そこで過ごした⽇々、全ての経験は今の僕を形作る財産になりました。⼤野先⽣にはサイエンスの⾯⽩さを教えていただき、さらに⼀端の科学者として育てていただき、感謝しかありません。本当にありがとうございました。これ
からは僕も研究室の主宰者として、サイエンスの楽しさを後進へと伝え、育てることができると良いと思っております。
1 ⽇でも早く⽇本にも世界にもワクチンが⾏き渡り、平穏が訪れることを願っています。
References

1. Kondrashov et al., Cell. 2011 Apr 29;145(3):383-397.
2. Fujii et al., Nat Commun. 2017 Feb 14;8:14443.
3. Shi, Fujii et al., Mol Cell. 2017 Jul 6;67(1):71-83.e7.
4. Fujii et al., Mol Cell. 2018 Dec 20;72(6):1013-1020.e6.
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9RNA エッセイ

mRNA ワクチン：新型コロナウイルス感染を抑える
切り札となるか？
飯笹 久（島根大学学術研究院医学・看護学系）
最近、ニュースなどで新型コロナウイルスのワクチンとして、mRNA ワクチンという⾔葉をよく⽬にする。このワクチンについて、最近何⼈かの医療関係者から質問をいただいた。RNA 学会でも多くの⽅が、このワクチンに興味と不安を持っていると思う。
そこでワクチンの解説について鈴⽊さんと甲斐⽥さんに連絡をとったところ、了承を得ることができた。今回の話は偶然にも古市先⽣のエッセイ（第 28 話 本誌 24 ページ）と⼀部重複しているが、それぞれ異なる視点からのものであるので、2 つの話を読んで総合的に mRNA ワクチンを理解していただければと思う。
まずこのワクチンの新しい点を説明し、また mRNA ワクチンを出している BioNTech(ファイザー) 社と Moderna 社の製品の違い、最後に考えられる問題点ついても解説したい。
ウイルスのワクチンには弱毒化ウイルスを⽤いた⽣ワクチンと、不活性化ワクチンの2 つがある。⽣ワクチンの場合、毒性が低いだけで実際のウイルス感染は成⽴している。
したがって中和抗体の産⽣ (液性免疫) と細胞傷害性 T 細胞の活性化 (細胞性免疫)の 2 つが⽣じる。つまり、ウイルス感染⾃体を抑制できる強⼒な免疫が誘導される。⽣ワクチンは強⼒な⽅法だが、弱毒化ウイルス株の樹⽴には⻑い時間を必要とする。また、病原性復帰という視点から考えると、今回のようなウイルスではこの⽅法は使うことができない。
不活性化ワクチンは、インフルエンザなどで古くから⽤いられている。この場合、ウ
イルス粒⼦は感染できないので異物として認識され、抗原提⽰細胞 (マクロファージや樹状細胞) へ運ばれる。すると、液性免疫しか誘導されない。ウイルス感染の多くは粘膜局所で⽣じる。ワクチンによって液性免疫のうち IgG しか産⽣誘導できないと、粘液に邪魔されて抗体がウイルスと結合できないので、感染を抑制できない。よく、イン
フルエンザのワクチンを接種したのにウイルス感染したという話を聞くが、従来型の不活性化ワクチンは感染を⽌めることはできない (感染を抑制するのは、細胞性免疫。ま⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
10たは、不活性化ワクチンでも粘膜で異物と結合できる IgA を誘導できるタイプのワクチンである)。このワクチンは、主に重症化を抑えることを⽬的としている。
新型コロナウイルスの場合、不活性化ワクチンで⼗分なのだが、それを作るのは容易ではない。インフエンザワクチンの場合、ワクチンを⼤量に供給するため、孵化鶏卵 (胚が成⻑中の卵のこと) にウイルスを接種してこれを回収、不活性化する。ところが、新型コロナウイルスでは、孵化鶏卵を使ったウイルス産⽣がうまくいかない 1。したがって、細胞培養を使った不活性化ワクチンの作成か、別のアプローチが必要となる。Vero細胞を⽤いたワクチンの作製は古典的に⾏われているが、そのためには適切なワクチン
株の選択が重要である。だが、ウイルス感染の⼤流⾏ではそのような時間はなかった。
また短時間に⼤量にワクチンを作るのもこの⽅法では困難である (注：中国の会社のよ
うに、古典的な不活性化ワクチンの開発をしている企業も複数ある)。このため今回着⽬されたのが、mRNA ワクチンだった。
RNA を脂質キャリアに⼊れて細胞へ導⼊する。この技術は、我々が siRNA などでルーチンに使っている技術である (Lipofection)。この siRNA を mRNA にすれば、Lipofection 法により細胞質でタンパク質を作ることができる。だが、通常の実験ではmRNA の遺伝⼦導⼊はほとんど⾏われない。mRNA は極めて壊れやすいからだ。また
逆に⼤量の RNA が⼀度に細胞に⼊った場合、その RNA はウイルスなどに由来する異常な RNA として細胞に認識されてしまい、Toll 様受容体 (TLR) の活性化を引き起こす (⾃然免疫と呼ばれる)。つまり、免疫を活性化するのに必要な量のウイルスタンパ
ク質が作られる前に、その細胞は死んでしまうことになる。もちろん⼤量の mRNA を作った場合、コストは莫⼤なものになる。したがって、mRNA ワクチンはユニークなア
イデアだが、実⽤化には多くのブレイクスルーが必要とされた。
1 つ⽬のブレイクスルーは、核酸修飾を受けた RNA は、TLR と反応しにくいという発⾒である 2。TLR の中の核酸受容体は、RNA ウイルスの感染を感知するシステムである。RNA ウイルスは感染後⼤量の RNA を産⽣するので、核酸修飾が追いつかず、ウ
イルス感染細胞では未修飾な RNA が⼤量に産⽣されていると思われる。興味深いことに、RNA 修飾とタンパク産⽣について細かく解析すると、ウリジンをシュードウリジンに変更すればタンパク質を多く産⽣することができ 3、更に、1 メチルシュードウリ
ジンに変更すれば、元の RNA の数⼗倍ものタンパク質を作り出すことができる 4。このことは、少量の RNA でもタンパク質を効率よく細胞に作らせることが可能になったことを意味する。

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11

更なるブレークスルーは、Cap 構造である。Cap 構造は mRNA の安定化や翻訳促進に重要な構造だが 5、in vitro 転写した RNA には Cap 構造がない。したがって、これをRNA の 5ʼ末端に付加しなければいけない。ところが、この付加の⽅向性がうまく制御できなかった。つまり、転写した RNA の半分しか Cap が正確につかないことになる。
これを解決するために、Anti-Reverse Cap Analogues (ARCA) 法が開発された 6。さらに 2ʼ-O メチルトランスフェラーゼ処理を⾏うと Cap0 から Cap1 構造へと変化させることができる。これらの改良により、in vitro で転写された mRNA に 100％Cap がつき、翻訳効率は 50%以上も向上することになった 7 (Cap の発⾒とウイルスに関する重要な論⽂は、以前、古市先⽣がエッセイを書かれている 8)。またワクチンを作るにはmRNA を⼤量に産⽣し、Cap をつける⼯程にも改良が必要だろう。今回のコロナ関連
で多くの開発予算がつくことになり、これらの問題点が⼀気に解決できたのは、⼀番⼤きな進展であったかもしれない。
では、これをワクチンとして⽤いるというのは、どういうことなのか。mRNA を脂質ナノ粒⼦ (LNP) で包み、筋⾁注射を⾏う。すると mRNA は筋⾁細胞内に⼊り、細胞質で直ちにタンパク質が作られる。そのタンパク質は、細胞内の酵素でプロセッシングを受け、MHC クラス I に提⽰される。すると、細胞性免疫が活性化される。また、細胞に発現している完全な形のウイルスタンパク質は、異物である。細胞が死ねば、このタンパク質は抗原提⽰細胞へと輸送され、細胞内でプロセッシングされた後、MHC ク
ラス II に提⽰される。これは、やがて液性免疫の活性化へとつながる。
つまり、mRNA ワクチンは擬似的なウイルス感染を体内で⽣じさせ、細胞性免疫、液性免疫の両⽅を活性化する技術なのだ。もちろん、全てのウイルスタンパク質が発現している⽣ワクチンと⽐べると免疫効果は弱いが、不活性化ワクチンよりはかなり強いことになる。さらに、変異ウイルスが出た場合も塩基配列を変えるだけだから、迅速な対応が可能となる。例えば、最近イギリスで発⾒された感染効率の⾼いウイルス株が、今のワクチンに効果がなくても 、すぐに対応可能だろう。では、今回開発が進んでいる 2社のワクチンの詳細はどのようなものなのであろうか。
BioNTech 社のワクチン (BNT162b2: Tozinameran) の場合、Cap1 は改良型になっている。5ʼUTR は human alpha globin 由来の配列である、この下流に新型コロナウイ
ルスの感染に重要な Spike タンパク質のシグナルペプチド、さらにコード領域を組み込んでいる。コード領域には、K986P、V987P という 2 つの変異を挿⼊することで、中和抗体が産⽣されやすいようになっている。
更に、
3'UTR には Amino-terminal enhancerof split (AES) という遺伝⼦に由来する配列と、ミトコンドリアの 12S リボゾームに由⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
12来する配列が挿⼊されており、これらの配列により RNA の安定化と翻訳効率の増加が⾏われる。この後には、polyA が付加されている。もちろん、ウラシルは全て 1 メチル
シュードウリジンに置換されている。このワクチンの保存は-80 度となっている。全⻑
は 4,284 塩基にもなる、⻑⼤な mRNA である。
⼀⽅、Moderna 社のワクチン (mRNA-1273) の場合、詳しい情報がまだ出ていないのだが、論⽂によると Cap1 の下流は全て Spike タンパク質の配列で (K986P、V987P
は⽤いている)、ウラシルは全て 1 メチルシュードウリジンに置換されている 9。おそら
く製剤的な⼯夫がなされていると思われるが、この RNA がなぜ、-20 度で保存可能になったのかは、詳細がわからない 10。
古市先⽣のエッセイにもあるように、この 2 つのワクチンがなぜこれほどの速度で開発できたのか疑問に思う⼈は多いと思う。ワクチン開発には、最適なウイルス株の選定や、重要な抗原部位の同定、副作⽤への対応など⼀般的には 5-10 年の歳⽉を必要とする。
実は 2002 年に突然出現し、やがて地球上から消えた SARS ウイルスと、いまだ中東で散発的な流⾏がある MERS ウイルスという 2 つのコロナウイルスがいる。これらはマイナーなウイルスではあるが、この 20 年近く、少しずつ研究が進んできていた(Spike タンパク質の変異挿⼊などは、これらの研究成果である)。最近世界的に⾃然破壊が進んでおり、この状況が続けば、動物からの新たなコロナウイルスの感染が⽣じるのではないか？という疑問がウイルス研究者の間に強くあり、細々と研究が続けられてきたのだ。また、mRNA ワクチンも癌治療の新たなワクチンとして研究が続けられてきた。もちろん遺伝⼦解析技術が、⼤きく進展していたというのも⼤きい (このウイルスのゲノムサイズは 30Kb ほどもあり、次世代シーケンスが出る前であれば解析はかな
り困難であったと思われる)。
つまり、mRNA ワクチンの研究のみならず、複数の基礎研究が⼗分成熟化したとこ
ろに、重要な課題が出てきたというわけである。もちろん、新型コロナウイルスの問題について世界中の研究者、企業が協⼒したのは⾔うまでもない。また武漢の医療関係者
たちが、命をかけて研究を⾏ったというのは最⼤の貢献かもしれない (実際、多くの医療関係者、科学者が命を落としている)。
これらのワクチンに共通する問題は、3 つある。

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131 つ⽬の問題は、温度管理である。多くのワクチンは、10 度以下の冷蔵状態で保存されており、-20 度や-80 度で保存するワクチンは、⻑いワクチンの歴史の中で初めてではないだろうか。医療機関における温度管理が不⼗分だと、ワクチン効果は低くなることが予想される。
2 つ⽬の問題は、アレルギーである。12 ⽉ 20 ⽇時点で、BioNTech 社のワクチンは27 万⼈に接種して 6 名の重症アレルギー (アナフィラキシー) が報告されている。頻度は、100 万⼈あたり 22 名である。インフルエンザワクチンの場合、100 万⼈あたり
1.35 ⼈と⾔われている。この頻度はやや⾼い印象があるが、今回のワクチンはかなり厳密な監視下の元、投与が⾏われている。したがって、他のワクチンよりも発症頻度が⾼く出ているのかもしれない。両製品ともに LNP の構成成分にポリエチレングリコール(PEG) が含まれている。PEG は実験でよく使われるだけでなく、化粧品や⻭磨き粉にも含まれており、多くの薬にも使われている試薬である。ところが、実は PEG アレル
ギーというのが存在する。このアレルギーは突然発症することが多く、その場合 mRNA
ワクチン全般が投与できないことになる (⽇常⽣活にも、かなり⽀障をきたすかもしれない)。実は数万⼈規模のワクチン臨床治験では出なかった有害事象が、10 万⼈、100万⼈ではじめて⾒えてくることがある。超特急で開発したこのワクチンも、副作⽤の問
題を克服するのは容易ではない。このことも、ワクチン開発の難しさを物語っている。
3 つ⽬の問題は、⾃⼰免疫疾患である。ウイルス感染がほとんど⽣じない細胞にウイルスが感染した場合、ごくまれに⾃⼰免疫疾患が⽣じることがある。mRNA ワクチン
は筋⾁注射されている。新型コロナは筋⾁細胞にも感染する可能性が指摘されているが、それは重症例のみである。また筋⾁細胞で Spike タンパク質が発現すると何が⽣じるのか、細かい影響はわかっていない。したがって、副作⽤として思わぬ症状が報告されるかもしれない。
従来の⼿法と⽐べ、mRNA ワクチンは強⼒な感染予防効果が期待できる (両社のワクチンともに効果が 90%以上と⾼いのはこのためである)。しかし、製品化されて時間がまだないので、まだ副作⽤の頻度が予想できないという⽋点がある。ただし、アレル
ギーや⾃⼰免疫疾患の頻度はかなり稀であると予想される (投与した mRNA は最終的には分解されるため)。ファイザーのワクチンの場合、臨床治験になんと 4 万 2 千⼈もの⼈が参加し、更に⽶国では既に 25 万⼈が投与を受けたという。この中でいまだ⾃⼰免疫疾患の報告はない。まだわからない部分はあるが、それだけ期待されており、新型
コロナどころかワクチンを⾰命的に変える可能性を秘めたワクチンなのだ。そしてこの

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14

ワクチンの開発は、数⼗年にわたる基礎研究の積み重ねからできたというのも重要であ
ろう。

参考⽂献
1. Barr IG et al. Euro Surveill. 2020 Jun;25(25):2001122.
2. Karikó K et al. Immunity. 2005 Aug;23(2):165-75.
3. Karikó K et al. Mol Ther. 2008 Nov;16(11):1833-40.
4. Andries O et al. J Control Release. 2015 Nov 10;217:337-44.
5. Furuichi Y & Miura K. Nature. 1975 Jan 31;253(5490):374-5.
6. Stepinski J et al. RNA. 2001 Oct;7(10):1486-95.
7. Grudzien E et al. RNA. 2004 Sep;10(9):1479-87.
8. ＜⾛⾺灯の逆廻しエッセイ＞ 第 1 話 「RNA 研究、発⾒エピソードの数々｜はじめに キャップ構造の発⾒」
9. Corbett KS et al. Nature. 2020 Oct;586(7830):567-571.
10. FDA 資料 (https://www.fda.gov/media/144434/download)

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15

RNA エッセイ

危機管理としての RNA 基礎研究
稲田 利文（東北大学大学院薬学研究科）
東⽇本⼤震災直前に仙台に移動した際に、業者の⽅から「⼤きな地震が近いうちに来るので、機器は固定した⽅がいいですよ」とアドバイスされた。当時、地震が来るということを実感できず、全機器を固定するには⾄らなかった。その結果、強烈な揺れにより、機器が転倒・破損し、居室の机の下に避難する事態となった。来るべき危機を想定して普段から周到に準備しておくことは、最も有効な対応策であることは⾃明である。
あと数か⽉で東⽇本⼤震災から 10 年⽬の節⽬となる。あの⽇をもう⼀度思い出し、⽇常に流され後回しになりがちな災害対策を、今⼀度検討する機会としたい。
⼈類は歴史上何度もパンデミックを経験している。⽇本でもちょうど 100 年前の1920 年に、スペインかぜを経験している。今我々は SARS-CoV2 の第 3 波に直⾯しているが、遠くない将来に次のパンデミックが起こることは明⽩であり、感染症との戦いは簡単に終わらない⻑期戦である。世界各国の対応策は次回のパンデミックへの貴重な参考資料であり、戦うための貴重な武器となる。台湾の感染対策は、成功例の 1 つとして知られている。国⺠の不安を迅速かつ的確な対応で取り除き、政府、国⺠、メディアが⼀丸になって感染拡⼤を抑えている。その背景は、直近のウイルス感染拡⼤時の苦い経験と、政策の透明性を確保している政府への信頼である。我が国の感染対策と台湾の対策を⽐較すると、社会全体としての科学リテラシーが重要であることが明確になる。
マスコミ関係や政治家が、「PCR 検査」や「RNA ワクチン」の原理を正確に理解していれば、政策論議はより深まるはずである。
SARS-CoV2 によって、世界中の研究者が RNA 研究の重要性を再認識している。鈴⽊会⻑の呼びかけにより、国内でも SARS-CoV2 関連研究が進んでおり、今後の年会で多くの研究成果発表が期待される。RNA 関連の基礎研究が、⻑期的な危機管理として有効であり、感染症対策に貢献することは疑いの余地がない。筆者⾃⾝は翻訳過程における基本的な疑問に答える研究を今後も継続し、将来のパンデミック対策の⼟台となる情報を発信していきたいと思っている。

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16RNA エッセイ

mRNA ワクチンと基礎研究
泊 幸秀（東京大学 定量生命科学研究所）
今年、
国際 RNA Society の Lifetime Achievement in Science Award は Melissa J. Mooreに 送 ら れ る こ と に な っ た (https://www.rnasociety.org/2021-rna-society-lifetimeachievement-in-science-award)。スプライソソームの分⼦メカニズムや構造の解析、
Exon Junction Complex (EJC)の発⾒、RNA 輸送や品質管理の研究など、RNA の基礎研
究分野における彼⼥の多⼤な貢献は誰しもが知ることであるが、最近、Melissa Mooreの名前をことさら有名にしたのは、Pfizer 社と並んで COVID-19 の mRNA ワクチンを製造する Moderna 社の Chief Scientific Officer (CSO) としての役割ではないだろうか。
UMASS Medical School の教授であり、19 年もの⻑きに渡って HHMI Investigator でもあった Melissa Moore が、2016 年、そのポジションをあっさりと捨て、Moderna という当時はそこまで名前が知られていなかったバイオテック企業に移るらしいという話を聞いたとき、私⾃⾝、にわかには信じることができなかった。思い返せば、当時のまわりの RNA 研究者の反応も、「それは⼤変ショックだ」「気は確かなのか?」「そもそもなぜ?」というものがほとんどであったと記憶している。しかしそのわずか 4 年後の 2020 年、COVID-19 mRNA ワクチンの実⽤化によって、Melissa Moore のアカデミ
アから産業界への転換が、まさに英断であったことが⽰されることになる。Melissa
Moore の活躍は、1 つのロールモデルとして、我々そして若い RNA 研究者達に⼤きな
刺激と希望を与えてくれるものである。
当研究室の卒業⽣であり現在 Harvard ⼤学研究員の佐々⽊ 浩さんによると、Melissa
Moore は現在、Moderna 社の CSO として精⼒的に講演活動を⾏っているとのことである。microRNA 研究で著名な Sloan Kettering Institute の Eric Lai も、Melissa Moore の講演を聞いたらしいが、彼によると、Moderna 社は、なんと 75 L のスケールで試験管
内 転 写 反 応 を ⾏ っ て お り 、 今 年 140 kg の RNA を 製 造 す る 計 画 と の こ と(https://twitter.com/lucksmith/status/1367223012181897216)。私⾃⾝がこれまでに⾏ったことのある試験管内転写反応は、最⼤でも数⼗ mL であるので、その千倍以上の規模であり、あっけにとられるほどの⼤きなスケールであるが、⼯業⽣産という観点からは、もしかするとスケールアップそのものはそこまで難しいことではないのかもしれな
い。

⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
17しかしながら、試験管内転写反応に⼀般に⽤いられる T7 ファージ由来の RNA
Polymerase は、全⻑の RNA だけではなく、様々な副産物を合成してしまうことが知られている。特に、鋳型 DNA の終端まで転写反応が進み、T7 RNA Polymerase が鋳型
DNA から離れたあと (“run-off”)、合成された RNA の 3ʼ末端が⾃⾝の上流に存在する
相補的な配列と塩基対を形成し (“loop-back”)、そこを起点として逆鎖の合成が継続する (“primer extension”) という副反応は、⽐較的⾼頻度に (しかも転写効率が良ければ良いほど) 起こることが報告されている 1 (注釈 1)。このようにして作られた、末端にループ構造を持つ⼆本鎖 RNA (loop-back dsRNA) は、その配列に関わらず⾃然免疫系によって認識され、炎症性サイトカインの産⽣を誘導してしまうため、RNA を⽣体に導⼊する際には、HPLC などで取り除く必要がある 2 (注釈 2)。
Melissa Moore の講演を聞いた佐々⽊さんによると、Moderna 社では、上記の問題を解決するため、試験管内転写反応の条件を最適化すると同時に、⽤いる T7 RNAPolymerase に対し、これまでにアカデミアで蓄積されてきた構造機能情報とコンピュータによる予測を組み合わせたスクリーニングを⾏い、多数の変異を導⼊することによって、副反応としての⼆本鎖 RNA の合成がほとんど起こらない改良型 T7 RNAPolymerase を作成することに成功したらしい。これにより、実験室レベルでは、HPLCなどによる精製を⾏わなくても、炎症性サイトカインの産⽣を最低限に抑えることができるようになったとのことである (製品化の際には精製は⾏っていると思われる)。産業における RNA 合成のために、まずその基本的なツールである T7 RNA Polymeraseの改変から⾏うというのは、例えるならば、料理をするためにまず鋼から包丁を作り直すというようなものであり、そこまでやるのか、と⼤いに感服した。と同時に、古市先⽣のエッセイ（本誌 24 ページ）や飯笹さんのエッセイ（本誌 10 ページ）にも書かれていた通り、スピーディーに⾒える mRNA ワクチン開発の裏には、⻑年にわたる RNA の地道な基礎研究の積み重ねがあるということをあらためて実感し、⼀⼈の RNA 研究者としてとても嬉しい気持ちになった。願わくは、この改良型 T7 RNA Polymerase の変
異情報が (例えば論⽂という形で) ⼀般に公開され、より良いツールとしてアカデミア
でも (そして産業界でも) 広く共有されるようになって欲しいものである。
なお、現時点で Melissa Moore による最新の講演資料は公開されていないが、Moderna 社 が 2020 年 6 ⽉ に 開 催 し た Annual Science Day で の 講 演 資 料(https://investors.modernatx.com/events/event-details/annual-science-day/の“Annual Science Day Presentation”) の中に、改良型 T7 RNA Polymerase についての説
明が掲載されている。また、コドンの最適化や Poly(A) Tail 3ʼ末端の Inverted dT 修飾による mRNA の安定化、
N1-methyl-pseudouridine (1mΨ) 修飾による免疫原性の低減 3、
⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
18

Lipid Nano Particle に⽤いる脂質の最適化など、基礎研究の観点からも興味深い内容が⾊々と書かれているので、ぜひ参照されたい。
注釈 1：かつては run-off 転写によって付加される塩基は、T7 RNA Polymerase が鋳型に依らずに適当に合成してしまうものだと⼀般的に認識されていたが、現在では鋳型依存的な loop-backprimer extension であると考えられている様である。
注釈 2：線⾍における RNA ⼲渉の発⾒の論⽂ (Fire et al., Nature, Vol. 391, 806-811) においても、T7 RNA Polymerase による転写産物をゲル切り出し精製せずにそのまま⽤いると、強いサイレンシング効果を⽰すことが報告されているが、これは副反応によって合成されたこのような loop-back dsRNA によるものだと推察される。

References

1. Gholamalipour et al., Nucleic Acids Res. 2018 Oct 12;46(18):9253-9263. doi:
10.1093/nar/gky796.
2. Karikó et al., Nucleic Acids Res. 2011 Nov;39(21):e142. doi: 10.1093/nar/gkr695.
3. Nelson et al., Sci Adv. 2020 Jun 24;6(26):eaaz6893. doi: 10.1126/sciadv.aaz6893.

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19RNA エッセイ

Dr. Q
吉久 徹 （兵庫県立大学大学院 生命理学研究科）
⽼⼈が⽇向に出したロッキングチェアに揺られている。彼は、かつて、Dr. Q と呼ばれていた。といっても、某国諜報部の秘密兵器の開発技師だったのではない。単なるRNA ⽣物学の研究者だった。いくつかの学会に所属していたが、どの学会でも疎まれもし、ありがたがられもする不思議な⽴ち位置の男だった。とにかく、彼は、学会の年会に参加するのが好きだった。年会に参加して、⾃分の興味のあるセッションには、⾃⾝のメインの研究分野であるかどうかにかかわらず顔を出した。元から RNA 研究者だ
った訳ではなく、⼤学院を出た後、アメリカでのポスドク⽣活を経て、帰国して某⼤学の助⼿を務める間は、タンパク質の細胞内局在について、膜透過から⼩胞輸送まであれ
これやっていたらしい。運の良い男で、⼤学院で直接研究指導をしてくれた研究者とポスドク時代のボスが後にノーベル賞をそれぞれ受賞し、⾃分でもらったわけでもないのにノーベル賞メダルに触れる幸運に浴している。そんな研究経歴の中で、まだタンパク
質の膜透過で有名な研究室で助⼿をしている間に、⽇本 RNA 学会の創設の場にも居たというから不思議な男である。その後、別の⼤学のミトコンドリア研究で有名なラボの准教授になって⾃分のテーマを動かせるようになった時に、tRNA の動態で多少⾯⽩いことを⾒つけたらしく、いつのまにか⽇本の tRNA 研究の分野にちゃっかり居座るようになっていた。そんな経歴が、彼をして学会のいろいろなセッションに顔を出さしめたのだろう。
なぜ、Dr. Q が学会で疎まれもし、ありがたがられもしたのか？そう、かれは学会で
ディスカッションするのが⼤好きなのだった。どんな発表でも、Dr. Q はほぼ質問をしようとした。彼は何でも知っているわけではなく、知っていることしか知らないのに、どんな話題にも⼝を出そうとした。専⾨分野の質問に周到な準備をしていた発表者からすれば、すこし脇道から思わぬ質問をされることほど対応に困ることはない。その分野のエキスパートであれば状況を理解した上で避ける質問も、Dr. Q は平気で⼝に出してしまう。全く、迷惑な男だった。ただ、そのセッションの座⻑にとっては、質問が出な
くて間が持たない⼼配だけはしなくて良いので、⽴場が違えば評価も変わった。今⽇のセッションには Dr. Q が居て良かった、と。なぜ、そんなにどんな話題ででも質問するのですか？時々Dr. Q はこう聞かれることがあった。彼はそんなとき、⾃分はサメみた
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いな⽣き物だから、質問しないと息が出来ないんですよ、と韜晦するのが常だった。でも、彼は思う。みんな、なぜ、質問しないんだろうと。彼にとって学会は、⾃分の知識欲を満たすための場だった。ある意味、彼は貪欲な男だった。何でも知りたかったし、その場で分かりたかった。といっても、そんなことは神ならぬ⾝では不可能なのだが...。
彼は、むしろ傲慢だったのかもしれない。それに、彼は、⾃分の質問でも他⼈の質問でも、そこから議論が進むのが⼤好きだった。彼は常々思っていた。学会の醍醐味は、プ
レゼンの後の丁々発⽌のディスカッションではないかと。どうも彼の若い頃の経験がそう思わせていたようだった。⼤学院の時分、彼の所属していた研究室のセミナーでは、教授をはじめとする教員はもとより、⼤学院⽣みんながプログレスリポートだろうかジャーナルクラブだろうが他⼈の発表にあちらこちらから⼝を出すのが常だった。当時のDr. Q ⾃⾝、教員や先輩だけでなく後輩からの厳しい突き上げ質問にあって、四苦⼋苦していた。それが普通だと思い込んだのか、Dr. Q はどこでもそれを実践しようとした。
でも、彼はどうやってそんなに器⽤に質問出来たのだろう？彼は、学会で発表を聞く
とき、多量の⾛り書きのメモをとるのが常だった。彼は悪筆だったので、そのメモを⾒ても、おそらく、誰も、そして時間がたてば本⼈すらメモを判読できなかっただろう。
でも、メモを取ることで⾃分の頭に発表内容を整理・保存するのに役⽴てていたようだ。
その中で、⾃分が理解できないポイントや、⾃分の知識・常識と齟齬があるポイントを抜き出して質問するのが常だった。彼は教科書的な知識、すなわち、その分野のごく普通の常識に照らして発表の内容を吟味した。そうすると「⾃ずから理解するためにさらに知るべきこと」＝「質問すべきこと」が明らかになった。教科書的知識は決して侮れないと彼は常々思っていたらしい。しかし、その常識を厳冬期のコートのごとく⾝につけていると⾔うより、新しい発表でそれがどう破られるのかを楽しみにしているようだ
った。
彼は⾃分の周りに彼より優秀な研究者がたくさん居ることもよく知っていた。だから
彼は、学会でそうした研究者から直接いろいろなことを吸収しなければ損だと思っていた。別に、⾃分より優れた研究者に教えを請うことに恥ずかしがることはない、むしろ、そうした研究者は無知な⾃分に惜しみなく教えることが当たり前だ、と彼は信じ込んでいた。全く、強欲な男である。だから彼は⾔った、学会で最もつまらないプレゼンは、
⾃分のプレゼンである、と。⾃分のプレゼンの内容はすでに全部知っているのだから。
ただし、それでも⾃分の発表のディスカッションは緊張していたようだった。⾃分と同じような“Dr. Q”は他にもいる。もちろん同じ専⾨分野の研究者からの鋭い突っ込みは、⾃分の研究⼒が試されているわけだし、次の研究展開にも⼤きく役⽴つから、確実に答えなければいけなかった。だが、その分野には素⼈でも優れた能⼒を持つ研究者からの⽇本 RNA 学会会報 Vol. 43
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ナイーブな問題への質問ほど、考えさせられるものだ。時に、あまりの鋭さに答えを考える前に、⾃分もこんな質問が出来たらと嫉妬に駆られることもあったようだが。
彼は、無謀でもあった。⽣命科学の分野ならいざ知らず、他の分野のセミナーでも臆することなく議論に加わった。機会があれば、⾃然科学は⾔うに及ばず、⽂系のセミナ
ーでも⾸を突っ込んだ。異分野の研究者によるブレインストーミング的な議論に加わることが出来れば、彼はこの上なく興奮した。しかし、異分野でのディスカッションがい
くら⾯⽩いとはいっても、Dr. Q は RNA 研究者だったから、最も居⼼地良くしていたのは⽇本 RNA 学会だったようだ。こじんまりとした学会で、全ての⼝頭発表を同じ場所に座って聴けるのも彼のお気に⼊りの理由だった。もちろん、彼は座⻑から当てられ
れば、どんなセッションの発表でも⾒境無く質問した。彼は、⾃分の研究ではごく普通の研究者だったが、彼の頭に蓄積された知識はきっと膨⼤な量だったに違いない。でも、それは彼のミクロコスモスの中だけに蓄えられた情報だった。もし、その情報を取り出すことが出来て、誰かに移すことが出来たら...。
その⽇もかつて Dr. Q と呼ばれた⽼⼈は、ロッキングチェアに揺られつつ、半分ぼんやりした意識の中で、ある⽇の RNA 学会のことを思い出していた。そう、⾃分の発表ではなく、他の研究者の発表の後のディスカッションに加わっている⾃分を。RNA 学
会か、何もかもが懐かしい...。
「吉久先⽣、ぼんやりしないでくださいよ。発表終わりましたよ！」「そうですよ。いくら彼の発表練習が今⽇の最後だからといってぼうっとしてどうしたんですか？」「いや、申し訳ない。さすがに年を取って、体⼒が落ちてきたかな？1 ⼈あたり 1 時
間の発表練習を 6 ⼈もやるともたなくなったか。でも、発表はしっかり聞いていたよ。後で始めからスライドを⾒てゆくけど、とにかく、6 枚⽬のスライドの説明が 1
分 34 秒もかかって⻑すぎるし、最後のまとめスライドの⽂章は、字⾯が多い割には内容がしっかりまとまっていない。とにかく、最初のスライドに戻って 1 つ 1 つ⾒てゆこう。」「え〜、先⽣きちんとは聴いていたんですね。」「あたりまえだ！」

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22でも、なんで意識が⾶んでたんだろう。メモの時間記録からするとほんの 10 秒程度だったはずだよな。Dr. Q と呼ばれた男か...。似てると⾔えば⾃分に似てるかな？

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RNA エッセイ『走馬灯の逆廻し:RNA 研究、発見エピソードの数々』

28. 「コロナウイルスへのメッセンジャーRNA ワク
チン」
古市 泰宏

3 ⽉に新型コロナウイルスに関するエッセイ第 25 話を配信した折、「感染を避けながら、経済と医療体制をキープし、重症化患者数を少なく抑えながら，ワクチンができるのを待つしかない」と書いた。それから 9 か⽉、ようやく、そのワクチンができたようである。ワクチンにはいろんなタイプのものがあるが、この項で紹介するのは、これまでになかったタイプのワクチンで、メッセンジャーRNA ワクチン (mRNA ワクチン)という。私もそうだが、RNA 研究者の読者には、⼒強く、響くワクチンではなかろうか。厚労省では、⽶国の FDA が最近承認したファイザー社とモデルナ社の「mRNA ワ
クチン」数千万⼈分の購⼊を予約したとのことであるので、明春からは投与を受けることができるようであり、⼤いに期待している。⽼⽣はこのほど、ついに 80 歳の⼤台に達したので、医療現場の医師・看護⼠の皆さんに続き、⾼齢者の優先的待遇で、投与してもらえそうなので、楽しみにしている。
さて、その mRNA ワクチンはーーーこれまでになかった新しい原理のワクチンだがーーー、その背景にあるサイエンスはしっかりしていて、効果のほども Nature 誌やNEJM 誌に発表されている臨床データを⾒る限り素晴らしいので、全く疑いを持たな
い。
今後、副作⽤や効果の持続期間など、多くの⼈で検証しなければならないところは多々あるであろうが、ーーー⼈は皆同じではないことや、医薬品開発にはどうしても付
きまとう問題でもあり―――「多少の副作⽤は仕⽅のない」ところであろう。⽶国政府
は、爆発的に増加している感染拡⼤を抑え、多くの国⺠の命と、経済を守るために、従来の基準を超えてまでも、この新型 mRNA ワクチンの製造・販売を許可したようであるが、やむを得ないことであり、⼤英断であると思う。⼀⽅、ひるがえってこんな時、我が国では、⾏政やマスコミやーーー学会や世論はーーー、そのような、国⺠の命を守るための重要な選択を前に、⼤胆な判断が下せるかどうかについて問うてみるのだが、これには、はなはだ、ネガティブな疑問が残る。

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それはさておき、今回の新しいワクチンについて、興味をそそるのは、mRNA ワクチ
ンの中⾝と、それをどうやって作るに⾄ったか、それから、どうやって⼤量製造するのかであり、そのことについて述べたい。とりわけ、ファイザー社とモデルナ社のワクチ
ンは、両⽅とも、⽼⽣の若い折の発⾒であるキャップ構造を 5'末端に付けた構造になっているのだが、これは難しいハードルであったと思われる。実験的にはともかく、何億⼈分かのワクチンの需要にこたえるためーーーmRNA の⼤量調製や、キャッピング反応をーーー技術的にどのようにクリアするのか、⼤いに興味をひかれるところである。
mRNA ワクチンとは
ワクチンは、従来、抗原となる不活化ウイルスや弱体化ウイルスを投与したりしてきた。あるいは遺伝⼦⼯学的に作った組み換えタンパクワクチンを、免疫補助剤であるア
ルミニューム塩・アジュバントでくるんだ「ウイルスもどき」を投与する⽅法もある。
今年、早くから、国威をかけて宣伝されているシノバック (中国) やスプートニク V (ロシア) というワクチンはこのタイプであり、ウイルスの表⾯に突き出ているスパイク蛋
⽩を、遺伝⼦組み換え技術によって作る。⽇本では、塩野義製薬が昆⾍ウイルスを使って作ったスパイク蛋⽩の組み換えワクチンの第 1/2 相臨床試験を⾏っている。このほ
か、英国ではアストラゼネカ社がオックスフォード⼤と共同して、コロナウイルスのRNA 遺伝⼦を DNA に替えて、スパイク蛋⽩をコードする遺伝⼦領域を、サルのアデノウイルスのような、⼈への病原性のないウイルスへ組み込んだ形のワクチンを開発中であるという。しかし、mRNA ワクチンの⽅が先にできたことから、英国政府はファイザー社の mRNA ワクチンを輸⼊して国⺠へ緊急投与すること決断し、今⽉から投与が開始された。
mRNA ワクチンは、従来のワクチンとは形態が全く異なるものであり、RNA 研究者の読者にとっては⼤いに興味のあるところであろう。mRNA ワクチンは、ウイルスのスパイク蛋⽩を作る mRNA を脂肪微粒⼦(LNP：Lipid nanoparticle) でくるんだ懸濁液の形態をとる。そして、その脂肪微粒⼦が細胞の中へ取り込まれると、mRNA は細胞質中の蛋⽩合成⼯場で読み取られてスパイク蛋⽩を作る。スパイク蛋⽩は、あらかじめ細胞表⾯に配置されるようにデザインしてあるので、細胞表⾯に現われて、あたかも、ウイルスが感染したような細胞――つまり抗原提⽰細胞――をつくるのである。そこへ、体内を巡回している種々の免疫細胞がやってきて、それらの細胞を察知して、スパイク
蛋⽩と結合して、細胞を排除する⾃然免疫と、抗体を作る獲得免疫の両⽅向に働き、真にウイルスが感染した場合にそなえた臨戦態勢をとるのである。

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25驚異的な mRNA ワクチンの開発スピード
そのような mRNA ワクチンを作るには、まず最初に、正確なウイルス遺伝⼦の配列情報を知っていなければならない。これまで、何度も襲ってきたコロナウイルスのSARS や MERS ウイルスの研究から、スパイク蛋⽩の遺伝⼦上の位置などは推定できたが、正確な塩基配列はわかってなかった。しかし、今年 1 ⽉ 10 ⽇に中国から、武漢
ウイルスの RNA 塩基配列が Cell 誌に発表され、新型コロナウイルスへの mRNA ワクチンの開発研究が始まった。武漢で、⼈から⼈へ感染するウイルスが出現したことが報告されたのが、わずか数週間前であるから、中国のウイルス学と分⼦⽣物学の⼒量には感⼼させられる。Cell 誌も、事態の重要性に鑑み、破格の迅速発表を許したのであろう
ーーーこの判断も素晴らしい。
さて、その塩基配列をもとに、ファイザー (⽶国)・ビオンテック (独) 連合チームと⽶国のベンチャーであるモデルナ社の研究者たちが mRNA ワクチンの開発を始めた。
この両⽅のグループは、ほぼ同様のアイデアで開発研究を進め、45 ⽇後には、臨床試験に供する量の被検ワクチンを作成し、第 1 相試験を開始しているから驚きである 145。
それからあとは、これらのワクチンに対する報道が、かまびすしくなり、PCR 診断に加えて、毎⽇ワクチンの話を聞かぬ⽇はなくなってしまった。そして、この項を書いている 12 ⽉には、ワクチンがウイルスの同定からほぼ 1 年間で、臨床試験を終え、FDAなどから製造・販売の認可を受け、英国や⽶国ではついに投与がはじまっているから驚きだーーーワープスピードと、トランプが⾔っているらしいが、もっともである。従来のワクチンン開発の常識からすれば、インフルエンザ・ワクチンの場合、5〜6 年はかかるところが、コロナの場合、1 年未満でできるようになったのであるから、RNA 技術の進歩は素晴らしい。
これまで⼈類は、直近の半世紀の間にも、「ラッサ」、「エボラ出⾎熱」、「エイズ」、「SARS」など 40 種類もの新興感染症によるパンデミックに脅かされてきたのであるが 146、mRNA ワクチン技術は、今後、⼈類が未知の病原体と出会う時、強⼒な武器となって、迅速に対処できるようになると思われる。さて、その mRNA ワクチンはどのようにして、開発されたのであろうか？ここでは、その内容を探ってみよう。
mRNA ワクチンはこれまでの貴重な RNA 科学の集積である
mRNA ワクチンの主成分は端的に⽰せば以下のような構造の mRNA である。
Cap----5'UTR----スパイク蛋⽩コーディング 配列-----3'UTR ----PolyA
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以上のような構造の mRNA を⼤量につくる技術は、① スパイク蛋⽩の配列と転写プロモーターやポリ A を含むプラスミド DNA を調製し、直鎖状にする。
② T7 ポリメラーゼでこの DNA を転写し RNA をつくる。
③ その際、5'末端にキャップがなければならないので付加する。 (⼯業的には、合成したキャップ m7GpppAmpG を転写反応中にプライマ―として加え、酵素的にキャップを加える煩瑣を避けているとおもわれる (――⽼⽣の予想))。
④ m7GpppAmpG は合成するのが難しい化合物であるが、TriLink という⽶国の新興ベンチャーがこのオリゴの合成を可能にした。この結果、ほとんどの mRNA はキャップ
で始めることができるようになった (――⽼⽣はこれにも感⼼)。ファイザー・ワクチ
ンには、m7G のリボースの 3'-OH へ methyl 基を加えたキャップ m27,3'GpppAmpG(TriLink) が 付 い て い る 記 載 が あ る が 147 、 そ の 作 り ⽅ は ？ 通 常 の キ ャ ッ プ 、
m7GpppAmpG との違いはどうなのであろうか？ (疑問と好奇⼼)⑤ RNA の合成中、UTP に替えて N1-methyl-pseudo-uridine (N1mΨ) (図 1) あるいはpseudo-uridine のトリリン酸体を使い、RNA の全ての U を N1mΨ (あるいは Ψ) に変えた。このことにより、ワクチン RNA が⾃然免疫を回避し、in vivo タンパク合成を増進することを容易にしている (――⽼⽣はこれにも感⼼)。

図 1. Uridine、Pseudouridine、N1-methyl-pseudo-uridine の構造式
⑥ スパイク蛋⽩は 3 個がつながってできるように trimer として組み込んだ (――よくやったなあと、⽼⽣は感⼼)。ただ、このことは、相同リピート配列を mRNA 分⼦内へ作ることになるので、予期せぬタンパクを作る危険性がある。
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27

⑦ 蛋⽩合成の際に、抗原性の⾼いスパイク蛋⽩が合成され易いように、ウイルス固有のコドンをヒト細胞がよく使うコドンに変更した。多分、蛋⽩合成の開始点も、Kozak
ルールに従った最適配列を選んでいると思われる。
⑧ 5'UTR や 3'UTR (蛋⽩合成の際の⾮コーディング領域) には、ｍRNA を安定化する配列を選んでいる。
⑨ 要するに、RNA の合成や、タンパク質合成のために重要な発⾒や、免疫学的な考察など、過去数⼗年の⽣物科学の成果を RNA 分⼦の上に⼤胆に盛り込んでいるのである。
―――などであり、これまでに知られている RNA 科学の重要な発⾒を、丁寧に、mRNA
分⼦ (4,200 bp 超の塩基配列) の上に集積して、スパイク蛋⽩の合成を容易にしているのである。このような mRNA を、約 20 倍量の、4 種類の (カチオニック脂質を含む)
脂質からなる混合液と混ぜて、mRNA/LNP 複合体を作らせ、筋⾁注射剤として使える製剤にするのである。製剤化に関しては、製造過程や懸濁液の安定化は企業の重要なノ
ウハウ (Know-How) 技術になっているので、⽼⽣の理解の及ぶところではないが、ファイザー・ワクチンがマイナス 70℃を必要とし、モデルナ・ワクチンがマイナス 20℃
でよいというのは、保存における製剤の安定性―――主に脂質混合物の安定性が関係していると思われる。
他⼈事ではあるが、多くの⼈へ投与するのに、⼀体どのくらいの量の mRNA を作らねばならないのかが⼼配になって計算してみた。すると、mRNA/LNP の⼀回の注射量
が、100 μg 程度とすれば、1 億回分の投与には、おおよそ 500 g から 1 Kg の mRNAが必要だから、⼤変な量が必要になる。実際にこれらの量の mRNA を“製造”するのは、ファイザー社の RNA は TriLink 社で、モデルナ社の RNA は、スイスのロンザ社だそうであるが、技術移転して、世界のどこででも作れる簡単な代物ではなさそうである。
mRNA ワクチン以前に準備されていた RNA 基礎研究
先の項で述べたワクチンの製造⽅法は、武漢ウイルスが発⾒されてから直ちに発明された訳ではない。その前から、コロナ mRNA ワクチンを⽬的としない、基礎研究の蓄積があったことに触れておかねばならない。2016 年頃から、ペンシルバニア⼤学のDrew Weissman 博⼠の研究室では、BioNtec RNA Pharmaceuticals (独) の研究者と、細胞外から加えた mRNA の蛋⽩合成について研究していた。加える mRNA に関して、メチル化など化学修飾した塩基を含む mRNA の蛋⽩合成能⼒について調べていたのだ
が、その結果、先の⑤で⽰したような、Pseudo-uridine を含む mRNA は細胞内へ導⼊
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28しても、⾃然免疫に基づく eIF2 のリン酸化などによる、蛋⽩合成の停⽌を誘導しないことを発⾒していた 148。この発⾒が、コロナウイルスの RNA ワクチンへの応⽤へ、すぐにも、結びつく訳ではないが、彼らは Zika ウイルスの mRNA ワクチンを作る応⽤研
究へ乗り出した。その結果、原理的に①〜⑨に⾄る項⽬の⼤体の技術を、Zika ウイルスの表⾯抗原である Glycoprotein を⽣み出す mRNA へ組み上げていた。
Zika ウイルスは蚊が媒介する RNA ウイルスで、妊婦が感染すると⼩頭症の⾚ちゃんが⽣まれることで、数年前に、⽇本でも話題になったウイルスである。成⼈では、ギランバレー症候群の原因となり、末梢神経が障害され、脱⼒・しびれ・痛みが⽣じるなどの疾患を伴う神経病の原因となる。彼らの研究成果は、Zika ワクチンへ向けて、Nature(2017)149 や JEM (2018)150 に発表されたがこれらの感染症へのワクチン開発は、まだ達成されていない。モデルナ社でも、創業以来、これらの情報をインフルエンザ・ワクチ
ンの開発に応⽤しようとしていた (――これもまた、コロナウイルスが優先され、まだ達成されていない)。
そこへ、2020 年に⼊っての武漢新型コロナウイルスの出現があり、世界的なパンデミックが出来した。蓄積された mRNA ワクチン技術が、⼤活躍しそうな出番がやってきたのである。まさに、備えあれば憂いなしである―――、ファイザー・BioNtec RNA
Pharmaceuticals 連合チームも、モデルナ社も、特に後者は、トランプ政権の強⼒な後押しもあり、mRNA ワクチンの開発は驚異的な速さで進められた。
あとがき
mRNA ワクチンの発明は、医薬品開発の歴史の中で画期的な出来事となろう。そこへ、⽇本から参加や競争がないことがいかにも悔しい。ただひとつ、筆者の慰めとなっているは、世界に先駆けて、45 年前に、三浦謹⼀郎先⽣と⼀緒に発⾒したキャップ構造 (しかも、塩基配列もコロナと同じ m7GpppAmpG) が mRNA ワクチンに不可⽋な構造であり、これが“⽇本発”であることの認識である。このエッセイシリーズの第 21
話「45 年前の野球帽」で紹介した論⽂ (5'-Terminal structure and mRNA stability.
Nature (1976)37 )で、キャップ中の m7G の重要性を紹介したが、それが、⼗分に活かされていると感じられることである。
今回脚光を浴びているモデルナ社は、優秀な RNA 研究者を集めて起業し、たかだか
3 年前に株式上場したベンチャーであるが、現在の企業評価額はーーーコロナワクチンという魅⼒的な商品と今後の活躍を期待されて―――時価相場 6 兆円 (582 億ドル) ま

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29

でになったそうである、そして、この先さらに、その資産評価は増⼤すると思われる。
以前、第 11 話で「⼀品⽬の新薬から 3.4 兆円評価の製薬会社への躍進」したアクテリ
オン社について紹介したが、モデルナ社の場合は、それを超える、超⼤ホームランになり、桁違いのドラマとなった。おそらく、モデルナ社の研究者は、短期間のうちに、漏れなく、億万⻑者になることと思われる。
さあ、そうなると―――去るもよし、残るもよしーーー、もし、若い研究者が、基礎研究へチャレンジしたいのであれば、いっとき仲間と⼀緒に稼いだお⾦で「余⽣を、好きな研究で過ごして、発⾒を追う」という夢のような⼈⽣も可能になるであろう。そんな例は、RNAi を基盤とした創薬で成功したアルナイラム社の優秀な研究者が⼀仕事終えた後に⾒られたが、モデルナ社でもそんなことが起こるかもしれない。これは決して悪い話ではないーーー⽼⽣は、未開拓の分野が広がる RNA の分野は、研究者への期待が⼤きく、前途は明るいと、激励しているのである。
―――永く⽣きていると、⾯⽩いことがおこる。ここまでの最終原稿を編集担当の甲斐⽥先⽣へメールで送ってから、ファイザーワクチンの mRNA キャッピングが気になって、参考⽂献 Ugur Sahin et al. Nature (2020)147 を読み直してみた。この論⽂は臨床効果や免疫学的なことには詳しいが、mRNA の作り⽅には淡⽩だ。疑問はまだ残ったので責任・著者に質問を送って尋ねることにした。そこで、Responsible author と思われる⼈を探すと、42 ⼈の著者のうち、トップ author の Sahin ⽒がその⼈であるらしい―――ふつうは Last author が責任著者であることが多いのでーーー「変わっているな」と、チラリ思ったが、かまわず、Dear Dr. Sahin 宛で質問メールを送った。もちろん、⾃⼰紹介をしてから端的に 4 点ほどの質問を送ったのだが―――送りながら、Ugur な
んて変わった名前だなー――「アラビア系かな」など頭の隅に思いながらメールを発信した。それから、1 ⽇たって、町へ出て、産経新聞を買って読んでみると Ugur Sahin ⽒の記事が写真⼊りで出ている。なんと、Sahin ⽒は、コロナ mRNA ワクチンで世界的に有名になったドイツのバイオ企業ビオンテック社の CEO (最⾼経営責任者) だったのである。奥さんも紹介されていて、⼆⼈はドイツの (トルコ系) 移⺠科学者夫妻であるとのことで、メルケル⾸相も⼆⼈と対談して「わが国にこんな研究者がいるのはすばらしい」と讃えたそうである。ちなみに、奥さんの Ozlem Tureci さんは、先の Nature
論⽂をあらためて⾒てみると、⽼⽣も納得の、Last author であった。
さて、この項の最後で、お⾦のことについて触れたが、Sahin ⽒の推定資産額は、ビオンテック社の株価の上昇により、約 5250 億円になっているそうである。それだけあれば、基礎研究はおろか、慈善事業もタップリできるに違いない。そのようなことで、
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私からの、mRNA キャッピングに関する質問メールは、忙しい CEO であって、ドイツの“時の⼈”へ⾏ってしまっている。さて、いつ、どのような、返事が返ってくるのか、
とても楽しみである。皆さんへは、第２９話で、その結末をお伝えしたく思っている。

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RNA エッセイ『走馬灯の逆廻し:RNA 研究、発見エピソードの数々』

29. 「これからのワクチンは分子生物学 mRNA ワ
クチン」
古市 泰宏
ワクチンは、⽣体が持つ免疫⼒を特定の標的に向けて誘導する素晴らしい医薬品である。ウイルスや細菌やカビなどの外来異⽣物 (抗原) が体内に侵⼊してくる時、我々の⾝体は、その表⾯タンパク質の特徴的なアミノ酸配列に対して結合する抗体を作り、継続した侵⼊を許さない。この原理を利⽤して、これまでにいろんなタイプのワクチンがつくられてきた。それらは、いろいろ⼯夫と経験を凝らして、多種にわたる。筆者にとって印象的なワクチンは「丸ごと」の抗原を使うポリオワクチンである。⽶国ソーク博⼠が開発したソークワクチンはホルマリンで不活化したウイルス懸濁液を筋⾁注射する。そのあとで、セービン博⼠らが開発したのは「丸ごとウイルス」であって、⽣きているウイルスを経⼝投与して、腸内でゆるやかにウイルスを増殖させるようになっていた。砂糖で⽢みがつけられていて、セービンワクチンは⼦供たちには受け⼊れられやすいワクチンであった。このセービンワクチンは、数億⼈分がーーーポリオのパンデミッ
クに備えて、⽶国内に備蓄してあるそうである。
ガロ博士の提案
この備蓄ワクチンに関して、昨年 2〜3 ⽉ごろ、⽶国でコロナウイルス感染者数が急騰し、有効な治療薬のあてもなく、ワクチンのあてもなく、Social Distance (密を避ける) くらいしか打つ⼿がなかった⽶国が、最悪の状況にあった時、これを⾒かねた、ガロ博⼠ (メリーランド⼤) からの、驚きの提案が 6 ⽉ Science 誌に載った 151。ガロ博⼠は、1980 年代に HIV で優れた研究を残し、名を馳せたものの⽶・仏 2 国間の先陣争いスキャンダルから、ノーベル賞を逸した有名なウイルス学者であり、筆者も⾯識がある。⽶⼤統領のアドバイザーとして昨年からよくテレビで⾒かけるファウチ博⼠ (Dr.
A.S. Fauci) の昔の上司でもある。そのガロ博⼠が提案で⾔っている「コロナとポリオ
は、抗原は違うが、セービンワクチンは⾃然免疫を⾼めるので、コロナ感染や重症化を抑える効果が期待できるはず、打つ⼿がないなら、備蓄を解いて、ポリオ⽣ワクを皆に配ってはどうか？量は充分にある」という提案だった。ちょうどその頃、⽇本でも筆者が「結核予防の BCG が義務化されている国ではコロナウイルスの感染率が低いのは、異種抗原の刺激により、⾃然免疫による防御機構が強くなるからではないか (26 話で)」
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などと考察していた頃であった―――実際、BCG は弱毒結核菌を⽪下注謝する⽣ワクチンである。
それから混乱の 1 年間がすぎ、幸いにも、超スピードでファイザー・BioNtech 社とモデルナ社のワクチンが開発され、抗原を特定した液性免疫と⾃然免疫の両⽅に働く
mRNA ワクチンを⼿にすることができて、アメリカは落ち着きを取り戻した。⽶国の友⼈も、「2 度⽬のモダーナ（モデルナワクチンのこと）を接種したので旅⾏に出かける。娘夫婦や孫たちが来ても安⼼だ」と⾔っている。しかし、これまでに⽶国が払った、コロナ感染による 50 万⼈を超える死者の代償は余りにも⼤きい。第 1 次、2 次⼤戦+
ベトナム戦争の兵⼠の死者よりも多いとバイデン⼤統領は⾔っている。ちなみに、⽇本
では死者 1 万⼈弱 (2021 年 4 ⽉ 26 ⽇現在）と⽐較的少ない被害ですんでいる。筆者
は、ガロ博⼠の提案論⽂を読んだ時、「これはいい」と思ったが、結局、この提案はト
ランプ⾏政では採択されなかった。もし、ガロ博⼠の提案を実⾏していたら、50 万の死者にはならなかったのではないかとは思うが、反⾯、新しい概念による mRNA ワク
チンの輝かしい幕開けに「⽔を差す」ことになったのではないかと、思ってもいる。
mRNA ワクチンは分子生物学が満載
そんな⾮常時に開発された mRNA ワクチン技術だが、⼈類が出会う病原体や、将来的には内在性のがん細胞に対しても適応できる道筋を開いてくれた (後述)。今回、mRNA ワクチンが何億⼈にも臨床応⽤され、mRNA 医薬の安全性と効果が証明されたことは、RNA 研究者にとっては、「良い時代になった」というべきであろう。ただ、mRNA ワクチンは、ハッキリ⾔って、分⼦⽣物学が詰まったワクチンであり、多くの知識が、正確に詰め込まれていなければならない。これまで、ワクチンは免疫学の範疇に⼊り、そのことにより、薬理や副作⽤の原因不明が―――ファジーであってもーーー許されて来ているが、mRNA ワクチンでは、データ重視で「原因と結果」をハッキリさせねばならなくなるであろう。⽉並みな激励であるが「しっかり勉強しておかねばならない」し、次には、新規発⾒や概念を⼤胆に取り⼊れて、臨床試験を積み重ねて、安全で有効な、臨床応⽤を実現しようという「挑戦的なスピリッツ」が必要だ。
薬業界をよく知る友⼈から、「ファイザーの mRNA ワクチンが PMDA から特例承認をうけた折の資料」が紹介された。㊙部分が多々あり、⿊塗りの部分が多くある⽂書
だが、mRNA をワクチン化するための、多くの研究が事細かに書いてあり、とても参考になった。ポイントになった主なる項⽬は第 28 話で紹介しているが、今⼀度整理してみたい。ワクチン mRNA の全体像は図 1 のようであり、第 28 話「コロナウイルスへ
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33

のメッセンジャーRNA ワクチン」で、作り⽅などを想定しているが、おおよそ、そのとおりだった。

図 1．コロナウイルスへの mRNA ワクチンUTR はタンパク質へ翻訳されない RNA 配列。Modified nucleotides は、ウリジンを置換したシュードウリジン塩基をもつヌクレオシド N1mΨ (1-メチル・シュードウリジン) をさす。Spike/RBD はウイルス粒⼦の表⾯に突き出ているスパイク蛋⽩のアミノ酸をコードする領域を⽰し、この配列の中に細胞表⾯に存在する ACE2 レセプターと結合するドメイン (RBD) アミノ酸配列があり、中和抗体が結合するワクチンの重要な標的となっている。
ただ、先の第 28 話で⼀つ間違いがあったので訂正しておきたい。それはスパイク蛋⽩をコードする RNA が 3 個連なっているように (間違って) 書いたが、そうではなく、できたスパイク蛋⽩ 3 個が集まって細胞表⾯へ並ぶというのが正解であり、陳謝して訂正したい。
役に立った基礎研究３つ(1) N1mΨ の mRNA への取り込み (新規 Ψ-mRNA の作成)
mRNA ワクチンを作るうえで重要なポイントは、RNA 中のウリジンを全て N1mΨ
(1-メチル・シュードウリジン、あるいはシュードウリジン) に取り換えたことだった。
N1mΨ は通常のウリジンと同様に、アデニンと⽔素結合を結んで、T7・RNA ポリメラーゼにより、DNA から問題なく mRNA へ転写される。蛋⽩合成に於いても、リボソー
ムにより U と読まれて正しくアミノ酸へ翻訳する。しかも、mRNA が細胞に取り込まれた後に、N1mΨ (あるいは Ψ) を含む mRNA は、外から細胞へ⼊っても、何故か、「異物だと間違われなく」⾃然免疫のシステムにより排除されないことが発⾒されたことである。これを発⾒したのは初⽼の⼥性研究者で、ハンガリー出⾝の Katalin Kariko
博⼠である。彼⼥は⼀途にーーーmRNA を医薬品化して抗がん剤を作ろうーーーと決
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⼼し、渡⽶後、⽶国での恵まれない研究環境の中で、頑張った末に、ふとしたことからシュードウリジン Ψ を⼊れた mRNA が in vivo の動物実験で細胞内へ⼊って有効に働くことを⾒つけるのである。ここには「シンデレラ姫とガラスの靴」のように、きれい
で 、 ⾒ 事 な 発 ⾒ ス ト ー リ ー が あ る の で New York Times の 記 事(https://www.nytimes.com/2021/04/08/health/coronavirus-mrna-kariko.html) を 参 照されたい。実際、これはお⼿柄だった。もし、この発⾒がなかったら mRNA ワクチンは実現しなかったであろう。N1mΨ (あるいは Ψ) は、モデルナ社のワクチン中にも⼊っている。そして、今後の mRNA ワクチンには、キャップと同様、不可⽋な要素になるだろうと思われる 152。
(2) 大阪大学の審良静男研究室とのペンシルバニア大学の Weissman 博士との共同研
究による N1mΨ (あるいは Ψ) の有用性の発見
この N1mΨ の効⽤に関しては、第 28 話で紹介したペンシルバニア⼤学の Weissman
博⼠が、すでに 2008 年に、Kariko 博⼠を筆頭にした論⽂でーーーΨ を組み込んだ
mRNA は通常のウリジンを含む mRNA に⽐べてタンパク合成能⼒が⾼く、外から細胞内に⼊った後で遭遇する⾃然免疫の壁に対しても抵抗性であることことをーーー⼤阪
⼤学の審良静男研究室との共同研究により確認している 153。この発⾒は―――当時、その価値が分からずーーー⼤きく評価されなかったが、審良研究室との共同研究で、この発⾒は「お墨付きを得た」と⽼⽣は⾒ているーーーそして、実に⼤きな、価値ある発⾒となった。Kariko 博⼠・Weissman 博⼠は、またとない共同研究パートナーを選んだものである。同時に、このような形で、⽇本の科学が貢献していることに、⽼⽣は感激している。こういう研究をこそ、「役に⽴つ基礎研究」というべきでろう。実際、その審良・Weissman 論⽂では、前段で「このままでは、mRNA が医薬品になるとは思えない」と⾔っているのだが、10 年後に、BioNtech の CEO の Sahin 博⼠らは、その Ψ を使って予想を⾒事にひっくり返してしまった。さもありなん、この当時、Sahin 博⼠は、ペンシルバニア⼤学の Weissman 研究室に留学していたのだからーーー。そして、Kariko
博⼠はいまや、世界に冠たる BioNtech 社の副 CEO でもある。
(3) キャップの付け方について
mRNA の頭についているキャップもまた、mRNA ワクチンに不可⽋な構造である。
これをどのように mRNA の頭に付けるかは、mRNA ワクチンの実現にかけた⼤きな障壁であったろう。ポーランド・ワルシャワ⼤学の Eddy Darzynkiewiz 博⼠は 1980 年代に、⽶国の Furuichi・Shatkin 研究室でポスドクとして、キャップの研究をしていたが、
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35帰国してからはキャップの原型である m7GpppG や m7GpppA の化学合成に取り掛かった。キャップの化学合成は、すでに世界に先駆けて、東京⼯⼤の畑研究室で成功していたが、⽇本では、その後、研究は継続しなかったようだ。⼀⽅、Eddy はポーランド
で種々の m7GpppN を作り、ベンチャー会社を創って販売すると共に、T7-RNA ポリ
メラーゼを使う in vitro の転写反応でキャップが取り込まれる基礎研究を執拗に⾏った154。すると、m7GpppG は、過剰に加えると、GTP と同様に RNA の 5'-末端へ取り込

まれることを⾒出した。その結果、m7GpppGpNpNp--- の場合と、逆の-----NpNpm7GpppG の場合と、それらの両⽅が起こってーーー頭を突き合わせる「押しつ・押さ
れ つ 型 」 の ---NpNp-m7GpppGpNpNp--- が で き る こ と が 判 っ た 。 こ の う ち
m7GpppGpNpNp---だけが望ましいので、
m7G の 3'-OH をメチル基で閉じた Dimethyl
m7GpppG を合成し、それを mRNA の頭に乗せることに成功していた。ファイザー・
BioNtech のワクチンについているキャップはこのようにして付けられたものと思っていたが、Eddy に聞いてみると、彼は不機嫌に「(m27, 3ʼ-O)Gppp(m2ʼ-O)ApG を使ってる」というから Eddy と BioNtech との⻑い共同研究は、知財や応⽤の⾯で、実を結ばなかったのかもしれない。研究の国際競争はこのように、無常で厳しいから要注意であり、しっかり共同研究契約を結んでやるべきである。
そんなことを調べているうちにーーー昔取った杵柄でーーー実際にどのようにしてmRNA を作っているかがわかってきたので、私なりに、レシピを作ってみた。

この反応で、94％以上の分⼦にキャップのついた、 Ψ を含む RNA が約 5 mg できる。この後、不要になった DNA を DNase で分解し、低分⼦ヌクレオチドを除去するなどして、mRNA を精製する。5 mg の RNA は、そのまま使えるわけではないが、この後の精製⼯程の収率を 60％程度と仮定すれば少なくとも 3 mg の精製 mRNA が得られよう。
⽇本 RNA 学会会報 Vol. 4336すると、実際の 1 回のワクチン接種に含まれる mRNA 量は数 μg であるから、これで約千⼈分⽤の mRNA ができると推定できる。1000 倍スケールアップして、1 リット
ルの転写反応液で製造を⾏えば、約百万⼈分のワクチンの RNA 原薬が得られよう。精製した RNA は LNP (lipid nano particle) で封⼊して懸濁液化し、筋⾁注射液とする。
その過程には数々の製造ノーハウが必要であり、滅菌処置を含め、厳格な製品検定が課せられることは⾔うまでもない。
(4) S タンパク質の抗原性を高めるための工夫 (Pre-fusion confotrmation の安定化)
もう⼀つ、⾒落とせない基礎研究がある。それは mRNA 中央部の S タンパク質 S1および S2 を作るコーディーング領域に関することである。S1 はコロナウイルスが細胞の ACE2 レセプターに結合するドメインであり、S2 はウイルスが細胞膜と融合して細胞内へ侵⼊するときに必要となる。mRNA ワクチンは、S1 と S2 を含む S タンパク質が細胞内で作られ、⼩胞体シグナル配列を介して細胞外へ突き出されるように設計されている。その S タンパク質が、強い中和抗体を誘導するためのーーー最適な構造を免疫細胞へ提⽰するためにーーー⽶国感染症研究所・ワクチン研究センターの研究者たち
は (彼らは、種々のウイルスに対する中和抗体・誘起構造について研究してきたが)、今回の SARS-CoV-2 ウイルスについては S タンパク質内に K986P 及び V987P という
2 か所のプロリン置換が、S タンパク質の抗原活性を⾼めることを発⾒していた。このアイデアは、S タンパク質が最適な融合前構造 Pre-fusion conformation を保つために取り⼊れられ, その領域に該当するプラスミド DNA の塩基配列は変えられている (NIH ウェブサイト https://www.ott.nih.gov/bundle/tab-3261)。⽬⽴たない発⾒であるが、強い中和抗体誘導のための⼯夫が、タンパク⼯学的配慮のもとに、分⼦⽣物学的⼿法により加えられているので感⼼する次第である。
これからの mRNA ワクチン
ｍRNA ワクチンは記録的な速さで開発が進み、これまでに数億⼈への接種により、効果と安全性が確認された。作り⽅については、⽼⽣がレシピを書けるほどに、理解が進んでいる。これまでのワクチン製造のように、⼤量にウイルスを増やさなくてもよいのである。効果の⾯で⾔えば、ファイザー・BioNtech のワクチンも、モデルナ社のものも、中和抗体の誘導と T 細胞の活性化を⾏い、感染予防と重症化予防に働き、変異株にも効果があることが証明されている。新しいタイプのワクチンだから、ーーーということで、マスコミや⼀部医事関係者による「怖い、怖い」の悲観論の合唱にはうんざりさせられる。mRNA ワクチンは、限られたタンパクの抗原エピトープに対してのみ中
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和抗体を誘起できるようにデザインしているので、10 数種以上の蛋⽩を含む「ウイルス丸ごと」に対して抗体がつくられるこれまでのタイプのワクチンに⽐べて、副作⽤も少ないだろうと思われる。効能の期間にしてもーーー現在、議論されているがーーー
mRNA ワクチンで作られた中和抗体の⼒価は、1 年以上は継続すると思われるデータが得られていて、T 細胞による⾃然免疫型防衛も、それよりは⻑く続くであろうと期待されている。
さて、時代の進みは早い。最近のネット情報によれば、ファイザーと BioNtech 社は別れて、それぞれが、新しい mRNA ワクチンの開発に乗り出すとのことである。彼らの頭の中は、コロナウイルスの問題は「⼀件落着」であり、インフルエンザウイルスなど、毎年変異株が出現するウイルスなどについても予想される mRNA の配列を調べて、何種類ものウイルスに対応できるようになっているとのことである。
「免疫療法 mRNA がんワクチン」への期待
癌に対するワクチンであるがーーー、ウイルス感染が原因となる癌に対しては、図 1に⽰したようなコロナウイルスに対するワクチンと同様の戦略で mRNA ワクチンを作ればよいと思われる。それらは、ヒトパピローマウイルス (HPV)、B 型・C 型肝炎ウ
イルス (HBV・HCV)、 ヒト成⼈⽩⾎病ウイルス (hTLV) などがある。しかし、ここで紹介したいのは、遺伝⼦変異によって起こる通常の癌への治療を、mRNA ワクチンの応⽤による免疫療法で可能にしようとする、BioNtech 社の取り組みである。
それに関して、CEO の Sahin 博⼠を筆頭とした、50 ⼈もの著者を含む Nature 論⽂が、2017 年に発表されている 155。さきの 28 話で紹介したように、Sahin 夫⼈の Tureci
博⼠が最終著者と論⽂であり、グループを挙げての⼤プロジェクトと思われる。この論⽂は、コロナワクチンの開発競争がまだ始まってない頃に書かれた論⽂であるが、このプロジェクトは、BioNtech 社では、ポストコロナの「がん免疫療法ワクチン」研究として、現在、⼤⾞輪で研究が進められているものと想定できる。
癌治療が難しいのは、患者によって癌の性質が違うことであり、抗がん剤の効果がーーー患者によって、癌によってーーー異なることである。さらに困ったことにはーータ
ンパク質は、癌細胞と正常細胞とで、あまり違わないことである。Sahin ⽒らの、この論⽂では、各がん患者の体内の癌細胞が持つ突然変異を、RNA エキソン解析 (RNAsequencing) により, 患者ごとに明らかにして、その周辺を含む 27 mer ペプチドを 1
ブロックとして、―――変異アミノ酸を中央の 14 番⽬に置くようにしてーーーmRNA

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38配列 (81mer) 中へ⼊れ込んでいる (図 2)。―――つまり、⼀⼈の癌患者が持つがん細胞中のアミノ酸変化を含む RNA 配列を 5 種類、1 本の mRNA 分⼦の上に並べたのである。このような mRNA を 2 種類(合計 10 種類の、患者のがん特異的変異エピトープを含む) を、患者からサンプルを得た⽇から平均 68 ⽇⽬以内に作成し、LNP と複合体を作り、患者へ経⽪注射している。
そのような新アミノ酸配列を含むペプチドの選別は、当該ペプチドを含むタンパクが癌細胞内で⾼発現していること、および、CD4＋T 細胞と HLA クラス I＆II と結合しやすく、T 細胞からの応答を得やすい配列情報を基に選んでいる。がん細胞が持つ、正常細胞とのわずかな違いを、患者の免疫システムに気付かせて、NK 細胞 (キラー細胞)やマクロファージにより、癌細胞を異物として取り除こうという作戦である。患者ごとに (パーソナライズにーーー) 作成する「がん治療薬ワクチン」であり、2017 年のNature 論⽂ 155 では、13 ⼈の患者に対して最初の臨床試験が⾏われている。

図 2．免疫療法⽤・mRNA がんワクチン
各ブロックは 81 塩基よりなるオリゴヌクレオチド ORF (open reading frame) で、少なくとも 27 アミノ酸よりなるエピトープを含む。
で、結果は、どうだったか？
この mRNA 作成時には、シュードウリジンは、まだ、mRNA の合成に使われてない―――従って、新エピトープタンパクの蛋⽩合成は⼗分ではないかもしれない。それからもう⼀つ、キャップもーーーEddy 考案の新構造体ではあるがーーー「Best Cap ではない」という、⼆つのハンデはあるものの、論⽂中のデータには、効いている兆候が出ていて、今後に期待が持たれる。この論⽂は、いろんな知識を持ってないと理解できな
いーーー難しい論⽂であるがーーー「そう、その多彩な知識の集積が、新しい mRNA
ワクチンには必要」なのであり、興味のある⽅は、是⾮、⾃⾝で原著にあたってもらいたい。

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おわりに
昨年 3 ⽉に、エッセイ第 25 話を配信した折、コロナ禍を避けるには「感染を避けながら、経済と医療体制をキープし、重症化患者数を抑えながら，ワクチンができるのを待つしかない」と書いたが、それから 1 年が過ぎた。今週、ようやく⽼⽣は、鎌倉市の⾼齢者優待⽤のワクチン接種の予約券の配布を受けるところまできている。接種してもらえるワクチンは、ファイザー・BioNtech ワクチンだそうであるーーー勿論、望むところである。
この 29 話では、28 話で書き残した部分と、mRNA ワクチンのレシピを⾃分なりに作ってみた。さらには、今後の mRNA ワクチン技術の応⽤として考えられる「がん免疫療法 mRNA ワクチン」について⽣噛りではあるが紹介してみた。書きながらーーー
BioNtech 社を作って mRNA ワクチンを実現させた Sahin 博⼠夫婦について思いを馳せているうちにーーー「RNA 学会⾏事の最も近い機会に、⽇本へ来て講演してもらえないか」の招待を、鈴⽊勉会⻑に頼んでみようかと思い⽴った。
「そうだ、そうしよう」―――別便で、鈴⽊会⻑へお願いしてみようと思っている。
筆者は、1 ⽉以来、Sahin 博⼠にメールを 2 度も送っていて、キャップに関する質問をしているのだがーーーその返事を、「まだ、もらっていない」。そして、「何故、私の弟⼦でもある、⼤事な Eddy を袖にしたか？」などとも、意地悪く、聞いてみたいと思っている。またその機会に、本編で紹介したように、ウリジンのシュードウリジンの置換について、余計なことだが、お世話になった共同研究者の審良教授を訪ねて、彼らは⼤阪へ⾏くべきだとも思っている。

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