Daily Archives: 2011年12月28日

研究室レポート

Barbas Labに留学して：小野田晃

本体験記は近畿化学協会有機金属部会Organometallic Newsに掲載されたものを改変、編集したものです。掲載内容は2009年11月当時のものです。

2007年4月からの１年間、スクリプス研究所のCarlos F. Barbas, III 教授の研究室への留学の機会を頂いた。

スクリプス研究所は、米国カリフォルニア州サンディエゴ近郊のラホヤにある。サンディエゴは、温暖な気候と太平洋を臨む美しい海岸に恵まれた都市だ。夏の週末になれば、どのビーチも海水浴、サーフィン、カヌー、サイクリング、シュノーケリング等を楽しむ人達で賑わう。海岸沿いを歩けば、ペリカン、アザラアシらの姿を見ることができる程、自然に溢れた場所であり、アメリカ人にとってもサンディエゴは憧れの都市の一つである。特にラホヤは古くからのリゾートで、UCSD （カリフォルニア大学サンディエゴ校）のお膝元の落ち着いた治安の良いエリアだ。

スクリプス研究所は、医学・生命科学・化学の分野における基礎研究を行う米国最大の non-profit の私立研究機関である。数十年前は、スクリプス病院付属の小さな研究施設であったが、現在は教授陣、ポスドク、学生、技術・事務職員等を含め総勢2800 名が働いており、敷地面積も 9 万 m2 という巨大な研究所に発展している。1 その運営は、教授陣が獲得する NIH 等の政府機関からの研究資金と製薬会社等の民間企業からの資金によってまかなわれており、研究に専念できるすばらしい研究環境は、留学された先生方からの話を聞いて以前から興味があった。

筆者の専門は、錯体化学、生物無機化学であるが、留学先では生命科学と融合したプロジェクトに取り組みたいと考えて、米国の幾つかのラボを候補に考えて連絡をとっていた。最終的に Barbas 研に決めた理由は、PI の Carlos が化学のバックグランドでありながら、抗体触媒、ファージディスプレイ、亜鉛フィンガーに代表される幅広い研究を、生命科学の本質と医薬を意識して、ダイナミックに展開するスタイルに魅力を感じたからだ。

Barbas 研は二十数名で推移しており、そのほとんどはポスドクで、出身国も専門分野も多彩だった。有機触媒の研究を進める chemistry グループと、抗体・亜鉛フィンガーを使った細胞や生物への利用を照準にした biology のグループに分かれて研究を行っており、筆者は希望通りの後者のグループに合流することになった。Barbas 研があるBeckman 棟は、美しい Torrey Pines ゴルフコースに面しており、その先は太平洋というすばらしい立地である上に、筆者はこの絶景を眺望できる 5 階の窓際のデスクを、運良くあてがわれた。“Show time !!”、ポスドク仲間の号令で日よけカーテンを開ければ、眼前には太平洋に沈む大きな夕日。今も鮮明に思い出す光景である。

Carlos と接して強く感じたことは、彼が非常にエレガントで魅力的な研究アイディアを生み出すことができる研究者だということである。ラボのメンバーも、この点の彼の才能を特に尊敬していた。ミーティングの際に、Carlos が広い見識の上にたって、研究を大きくまとめ上げるためのポイントに絞って質問する姿も、大変勉強になった。彼はスクリプス研究所で若くしてポジションを獲得し、研究の展開も精力的だが、温厚な性格だ。普段は、小意気な格好で颯爽と所内を歩いている一方で、教授室は床まで論文の山で溢れていているあたりは、いかにも研究者らしい。部屋に入ると、10 年あるいはさらに先の将来を見据えたプロジェクトを考え出すために、彼が必死であることを感じた。

Barbas 研での筆者の主な研究テーマは、DNA配列に基づいた活性制御が可能なスプリットDNAメチル化酵素を2、実験室進化法によって高活性化して、ほ乳類細胞への応用を目指すことであった。筆者にとっては手探りの分野であったが、このプロジェクトを進めておられた野村渉先生（東京医科歯科大）にお世話になりながら、付け焼き刃で勉強しつつ研究に取り組んだ。専門と違う分子生物学の手法を使って、エピジェネティックス領域の最先端の研究に没頭でき、非常に充実した１年間の留学生活をおくることができた。

留学中で印象に残る出来事の一つは、大手製薬会社が Carlos も参画しているベンチャー企業を買収したことである。サンディエゴは、バイオクラスターと呼ばれる程、アカデミック、民間の研究所やベンチャーが集まるエリアであり、研究所にはベンチャーを立ち上げる PI も多い。ラボのメンバーの話によれば、彼はこの件で驚く程高額な売却益を得たようだ。Carlos は論文だけでなく、特許にも常に注意を払っていたことも、筆者には新鮮だった。実際に基礎研究がベンチから応用へ向けて飛び出す一コマを、間近で垣間見ることができたことは良かった。

気さくで賑やかなラボのメンバーに恵まれたことも幸運だった。一緒に昼食にでかけ、食後は Beckman 棟の吹き抜け部分にあるソファーに集まってのコーヒーブレイク。サイエンス、ビザ、大統領選の喧々諤々の議論から世間話まで、最初は聞き取るのも大変だったが、なんとかカットインしようとするうちに会話力は鍛えられた気がする。すでに大半のメンバーはサンディエゴを去ったが、世界各地の新しい環境で研究していると思うと楽しい。留学期間中に様々な分野の研究者の方と出会ったこと、そして、家族でアメリカを満喫できたことも何よりの財産になった。

最後に、筆者を快くグループに受け入れて下さった Carlos F. Barbas, III 先生にこの場を借りて心から感謝申し上げます。また、留学を支援した下さった東京理科大学の山村剛士先生、そして、お世話になった方々に厚くお礼申し上げます。

2 W. Nomura et al. J. Am. Chem. Soc. 129, 8676-8677。

 

研究室レポート

Ghadiri Labに留学して：浦康之

本体験記は近畿化学協会有機金属部会Organometallic Newsに掲載されたものを改変、編集したものです。掲載内容は2008年4月当時のものです。

 

真っ青な空ときらめく海が果てしなく横たわる。眼下にはTorrey Pinesのゴルフコースが海岸に沿って南北に広がり、その上空をカラフルなパラグライダーがゆったりと、気持ち良さそうに舞う。繰り返される美しい日没の光景に暫し心を奪われる―スクリプス研究所化学科棟の西側上階からの眺めである。

筆者は2006年4月より1年9カ月の間、スクリプス研究所に留学の機会を得た。同研究所は米国カリフォルニア州最南端、サンディエゴ近郊のラホヤにある。車でフリーウェイを30分も南に行けばメキシコである。気候は非常に温暖で、春から秋にかけての乾季にはほとんど雨が降らず、まるで南国のリゾート地のようなところである。天気が良いので、筆者はよくロードバイクでUCSD（カリフォルニア大学サンディエゴ校）のキャンパス内を抜けて研究所に通勤していた。

スクリプス研究所は、14の研究棟に、280名以上の教授、800名以上のポスドク、230名ほどの大学院生、および1500名以上の技術・事務職員等を擁する米国最大の私立非営利研究機関である。医学、生物学、化学などの分野を中心とした基礎研究が行われており、Sponsored Research は年間約3億ドル（2007年）にのぼる。各種分析機器等、共同設備も非常に充実しており、研究者にとっては冒頭に述べた周辺環境からの誘惑をのぞけば、研究三昧の生活ができる天国のようなところである。1

 

スクリプス研究所の面白い点の一つは、外部に対する開放性である。筆者は化学科棟に居たが、建物入口にガードマンが常駐しているものの、基本的に誰でも自由に出入りができる。病院とも隣接しており、そちらからも一般人がよくやってくる。ある時には大きな犬を連れて建物内をうろうろしている人までいたぐらいで、研究所としての器の大きさ（？）を感じた。建物内部のデザインも吹き抜け型になっており、開放性の高さを感じるとともに皆が自然と顔を合わせられるような、人の交流を重視したつくりとなっていたのが印象的であった。安全性が保証されるなら、これぐらい開けているのが良いのかもしれない。学際プログラムや共同研究が極めて活発であることと相通じるものがある。

筆者が留学したのはM. Reza Ghadiri先生の研究室である。留学前まで有機金属化学を専門にしていたが、生来の気が多い性質のせいか、せっかくの機会なので他分野の研究に触れようと思い立った。Ghadiri研を選んだのはペプチドナノチューブやペプチドの自己複製、不斉自己触媒などのペプチド化学を中心とする研究の面白さと質の高さに惹かれたからである。また、スクリプス研究所に以前に留学された身近な先生方から、同研究所の環境の素晴らしさを聞かされていたことも大きな理由である。

Rezaは極めて頭が良いうえに完璧主義者である。論文原稿がほとんど出来上がっていても（少なくとも筆者にはそう見えた）、自身が納得するまで絶対に投稿しないため、彼の机の引き出しには未投稿の論文が山のように眠っているようである。だがなかなか投稿しない代わりに、先述したが論文のレベルは非常に高く、文章を一言一句まで練りに練っている。彼が新しいテーマを立ち上げる際には、大きなビジョンはもちろん、具体的にどのような実験を行うべきか、細部に至るまで全てを考慮する。彼の頭の中では、完成されたストーリーが実験を始める前から出来上がっているような印象を受けた。そして実験を始めて困難に直面しても、何とか克服してついには最初に描いたストーリーに沿った形に仕上げる力強さを感じた。

筆者が初めて対面したとき、「君が頭のなかでどんなことを考えているかに興味がある」とRezaは言っていた。その人独自のアイディアを聞くことが好きなのである。彼自身、広範な知識を基に豊富なアイディアを持っており、実験室のホワイトボードの前で研究室のメンバーとよくディスカッションして、そのアイディアを披露していた。たまにはこちらも負けじとこんなのはどうかと提案すると、すぐに閃いて洗練されたものにして切り返してくるといった具合であった。話していて本当にサイエンスが好きなことが良く分かる、根っからの研究者である。日頃はジョークを交えながら、皆をよく笑わせているような方である。

研究室のメンバーは大体15から20名で推移していた。院生はほとんどがアメリカ人だが、教授がイラン人なのをはじめ、院生の倍近い人数のポスドクはすべて外国人であり、世界各国から集まっていた。筆者が留学した際には研究室に山崎龍先生（東京理科大）が在籍されており、特に初期の頃にはセットアップで大変お世話になった。研究室の皆はとても親切で、毎週研究室でビールを飲んだり、また近くのバーに飲みにいったりしていた。

筆者のGhadiri研での研究テーマは生物が出現する以前の化学(prebiotic chemistry)に関するもので、この研究を通じた交流として特に印象に残っているのが、近くにおられた同分野の大御所であるAlbert Eschenmoser先生 (スクリプス研究所) やLeslie Orgel 先生(ソーク研究所)とのディスカッションである。Rezaがこれらの先生を教授室に招いて、筆者らの実験結果についてあれこれと議論を交わすのだが、お二人ともかなりお年を召されていたにもかかわらず頭は素晴らしく冴えており、多くの有意義なコメントを頂いた。特にOrgel先生には定期的にディスカッションをしていただき、的確なアドバイスを毎回もらい、研究を進めるにあたり非常に参考になった。まさにバイオ系の研究所が集まるクラスターとしての地の利を感じた次第である（残念なことにOrgel先生は昨秋にご逝去された。ご冥福をお祈りする）。

最後になりましたが、筆者を快く受け入れて下さったM. Reza Ghadiri先生にこの場を借りて厚く御礼申し上げます。また筆者の留学を全面的にご支援下さいました京都大学工学研究科の光藤武明先生（現在は名誉教授）、近藤輝幸先生、和田健司先生、ならびに多くの方々に大変感謝致します。

 

1 スクリプス研究所およびGhadiri研究室については、高谷光先生（京大）をはじめ、以前に留学された方々の優れた紹介記事があるのでそちらもご参照いただきたい。

 

 

研究室レポート

Baran Labに留学して：山口潤一郎

本体験記は近畿化学協会有機金属部会Organometallic Newsに掲載されたものを改変、編集したものです。掲載内容は2009年2月当時のものです。

「Jun、お前palau’ amineを作らないか？」

数分の雑談の後、初めてのBaran教授とのミーティングはここから始まり、米国での研究がスタートした。2007年4月、博士を取得したばかりの私は、博士研究員として米国カリフォルニア州サンディエゴにあるスクリプス研究所化学科Phil S. Baran研究室に留学した。

Baran教授は当時associate professorとなったばかりの若干29歳、新進気鋭の合成化学者である。2多数の複雑な天然有機化合物をいとも簡単に短段階かつ斬新なルートで合成し、Robert Woodwardの再来ともいわれている。

さて話をもとに戻すと、文頭にあげたpalau’ amineは多くの著名な有機合成化学者が長い間合成研究を行っているが、いまだ難攻不落の天然物である。2年で合成できるのかという気持ちと、攻略したいという好奇心、最終的にはうまい言い訳を英語でいうことができず、二つ返事でOKした。さらにはこのチームリーダーになってくれと言われ研究が始まった。また、Philが言ったのか、はじめから研究室の皆が私の名前を知っていて期待されているのであろうと高揚した。博士課在籍時に短期間であるが、同研究所のK.C. Nicolaou研究室に在籍していたこともあり、2日で生活のセットアップを終え、3日目から全力で研究に取りかかった。しかし、現実は違った。チームは当時、私を含めて5名もおり、全くではないものの異なるルートで全合成を目指していたのである。さらに、1週間に数度のPhilとのミーティングの以外に、私だけここから3ヶ月弱彼と化学について直接話すことは全くと言っていいほどなかった。これには大変こたえた。

ただ、palau’ amineを攻略したいという気持ちだけが、研究へのモチベーションであった。

Baran研究室は、各々十数名が研究可能な2つの部屋が東西にあり、私は西部屋で研究を行っていた(Philは東部屋にオフィスがある)。ポスドクと学生の数はほぼ同数でうまく２つの部屋に振り分けられていた。東部屋は夜型であり、西部屋は朝型で、寝坊して朝9時に来ると必ず最後で皆すでにバリバリと実験を行っていた。ただ、夜9時を過ぎるとほとんど誰もいなかった。研究は新規かつ効率的合成戦略をベースとした天然物合成研究と反応開発であり、ポスドクや学生が１人のテーマもあれば、私のように２〜５人をかけてでも一刻も早く合成したいというテーマもあった。とはいってもその合成手法はほぼ自由であり、Philとの綿密なディスカッションで大枠を設定し、随時修正していく。まさに合成計画能力と合成化学の実力が問われる研究室である。研究報告会はなく、全体の詳細はPhilのみが知っている。ただ、「夕食付き」の研究セミナーが週１度あり、非常に高度の内容の合成化学のレビューを学生、ポスドクが作成し2〜3時間かけて発表、討論する。レベルが高く、英語を聞き取るだけで精一杯であったが大変鍛えられた。皆非常に仲が良かったので、常に一緒に食事や飲みにいったり、研究のディスカッションからくだらない話まで楽しむことができた。

夏が過ぎ（とはいってもサンディエゴは常に夏と変わりがないが）、ようやく結果が出始め、自分で設定していた鍵化合物へと辿り着いた。ここから米国の研究者、Philの研究に対する「熱意」を、身をもって体験することになった。それまでほとんど来なかった彼が1日3回、4回、5回と訪れ進行状況を聞きに来るようになったのだ。その後の合成ルートがうまく行きゴールが見え始めた頃には、最高1日20回を超えた。俺も反応を仕込む！と白衣を着て現れたこともあった。試薬を滴下するところを真剣な眼差しで直視する彼はまさに実験大好きな好奇心旺盛な子供に思えた。

ここからの数ヶ月は休みなく、魅力的なサンディエゴの気候に心を奪われそうになりながら合成研究に没頭した。食事はTLCを展開している間、家にも週に２,３回しか帰らず、Philのカウチで仮眠しながら実験を行った。それが伝わったのか、チームメンバーも怒濤の勢いで研究するようになり、化学でも皆一丸となった。最終的に10ヶ月ほどでpalau’amineの構造類縁体axinellamineの全合成を報告できた。これはチーム皆の努力の賜物であり、最終生成物のNMRを確認した際はPhilと皆で大声を挙げて喜び合い、祝杯をあげた。また、この全合成を彼の教授昇進公開講演会のハイライトとして挙げられたときは大変に嬉しかった。ノートに記載したもので1200ほどの実験を行ったが、それ以後の３ヶ月は90程度で、将来の研究方針を決めることに時間を割くことができた。また、人並みにカリフォルニア州や米国を満喫した。その後、現所属である伊丹健一郎教授（名大）と一緒に研究できる機会を得たため、残念ながら「palau’ amineプロジェクト」はプロローグと第一章のみで、約1年3ヶ月の滞在となったが、Philは困った顔をしたものの、とても喜んでくれた。彼には化学さることながら、個人的に何度かディナーに連れていってくれたり、将来について話し、親身になって聞いてくれた。化学に熱く、厳しく、そして普段は本当に気さくで優しい彼は、１歳しか年がかわらない私にとってまさに憧れの兄貴のような存在であった。

Baran研究室の生活は非常にエキサイティングであったが、その他にもスクリプス研究所では多数の優秀な学生、研究者と出会う経験を得た。日本人コミュニティーも充実していて、多くの優秀な「同期」と交流できたのもここで得た財産である。3是非、海外留学を検討している方々に、ここでの研究をお薦めしたい。

最後にこの留学に関してご助言をいただいた恩師である林雄二郎教授（東理大）、庄司満助手（現東北大講師）に心より厚く御礼申しあげます。また、この留学は日本学術振興会海外特別研究員として行われたものであり、この場を借りて御礼申し上げます。

1 最近では、滝澤忍、Organometallic News, 2008, 110-111. 等

2詳細な研究は　Baran, P. S et al, Acc. Chem. Res. 2009, ASAP. (DOI: 10.1021/ar800182r)を参照。

3 スクリプス研究所に在籍した日本人の企業、大学研究者の会「日本スクリプス会」があり、活発な交流が行われている。