●
改善すべきところ
●
谷畑：逆に、この機会に改善すべきところはいかがですか。
丹保：科学の基礎研究費のかなりの部分が理研に来ているので、大学は指をくわえています。例えばSPring-8ができても、使うための予算が大学には十分にない。
　脳も同じだと思います。理研に集中するのではなくて、もっと広がらなくてはいけない。理研が先頭を切って大きな波を立てたときに、その波の周辺を拾っていくことを基本的な考え方の中に入れていただきたい。
谷畑：大きなシステム・装置をつくったら、どの研究所・どの大学にいようが、それを使えるようにするべきですね。
小林：ただし、いわゆる大学の共同利用研究施設ではない、ということは守っていきたいです。
佐藤：従来の大学共同利用体制とは違った形で大学に開かれたシステムをつくるという意味で、賛成です。
　研究というのは、ある種新しい考えが次々に出てくるものだと思います。それで人間の結び付きなりがまた再編されて、別の結び付きができて変わっていく、というのがいちばん理想の姿。いろいろな大学に、意気に燃えてチャンスがあれば能力を発揮したいと考えている人材がいるかもしれない。そういう人を必ずしも一カ所に集めるという感じではなくて、生かす。それこそ機動性ですね。理研は機動的で、大学に開かれた新たな研究体制を築くことに挑戦してほしいですね。
種市：独法化の中期計画で、外からもっと見えるようにする、これが必要です。理研が大学から見ても、隔絶したピーク（最高峰の研究機関）であるならば、あそこへ行きたいという若い人たち、特に中高生に対して、外から見えるようにアピールできないか。大きなピークがあれば、その裾野としての大学などの体系化も比較的容易にできるのではないか。
　一方では子供の理科離れなどの問題があります。理研の抱負から成果までが外から見えるようになれば、自分も参加したい、挑戦したいという子供がたくさん生まれると思います。特に、それらが関係する身近な先輩や親の背中を通じて見えれば一層、意欲が高まります。
岩槻：理科離れということを考えた場合に、非常に大きな責任は、日本の優れた科学者の側にあるのではないかと思います。評価の高い学術誌に論文を書くことこそが優れた科学者の証であって、自分が学んできたものを一般の人に語るのは非常に見劣りのする仕事であると、どこかで思っている部分があります。
　いままで科学者は、“科学のための科学”で十分だったけれど、これからは“社会のための科学”という視点が必要だということが、日本学術会議の中でも盛んに言われます。社会のための科学というと、すぐに役に立つ科学という発想になってしまう。それも大事ですが、同時に、われわれが持っている科学的な理念をどう一般に伝えていくかも非常に重要なことです。一年のうち何日かは、科学の広報もやっていただきたいと思います。日本人の科学的な認識を高めるということは、日本の社会をつくっていくことに貢献すると思います。
佐藤：私は、昔から一般の人たち向けに本を書いたり、話をしたりしてきましたが、どの研究者も一般の人たちの前で話して面白い話ができるかといったら、できないんですよ。それはなぜかというと、自分自身が理科少年でなくなっているからです。脇見をしていたら論文が書けない。僕はずっと理科少年をしてきたつもりです。理研みたいなコミュニティーで、みずみずしい興味を持ち続けていられたら、研究者同士のもっとハイレベルでの交流も盛んになります。それはすごく大事なことです。
岩槻：能力のある人は立派に一般向けの本を書けるが、それをすべての人ができるわけではありません。理科少年である心を忘れたような、仕事のことしか分からない人が面白いと思ってやっているところから、出てくる成果もあります。面白いと思っていることを非常に不器用に伝えたって、子供には受け止める感性があると思います。そういうことをやることによって、社会のための科学に対して貢献するという道もあると思います。

●
社会へ向けて　
―開かれた研究所―
●
谷畑：いま若い人たちに向けて科学の考え方を、という話がありましたが。ほかに理研に望む社会的役割はありますか。
丹保：私も岩槻先生も放送大学というメディアで仕事をしているわけです。理研が脳科学に力を入れているのであれば、放送大学で、素人向けに15回の番組で講義をしていただければすごいなと。持っているデータもオリジナルですし、生の発想がある。それを出し続ければ、日本のベースが上がると思います。
粟屋：私はいま、科学とは離れた分野を目指している学生たちに、物理学などの講義をしています。どのように考え、検証し、結論を導くかといったことを、できるだけ式を使わないで話します。中学生のころにこのような理科の講義を受けていたら、自分の道は変わっていたかもしれない、という学生がいるとうれしくなります。ビデオに納められた実験を見せますが、本当は実際にやれたらいいと思います。数式が苦手でも実験を見ると、例えば電子の存在など納得します。私も若かったらこのような物理の教え方はできなかったでしょう。
佐藤：理研は国立研究所的な枠組みの中で、基礎的なものでも研究成果のピークが出せた、というイメージがあります。
　理研は日本では珍しいほど歴史のある研究所です。いまや忘れられた話も、これからの多様性を考えるときのヒントになるものだと思います。先ほどの仁科芳雄が原爆を見て帰ってきた話も、寺田寅彦^※3の話も、すべて理科少年なんだ。非常にみずみずしい興味で動く。いまの時代にそのままでは駄目だが、決して失ってはいけない魂みたいなものを示した読み物をつくってほしい。そのような話を若い人たちが読んで、別な発想をするかもしれない。理研の歴史と伝統は大事なものだと思います。
種市：いろいろなものをつくったり、考えるときに、ベースに国というものがある。国がいま非常に衰退しつつある。いまの風潮の中で、反対なく受け入れられる考え方は、“人類のため”と“自分たちの生活のため”という両極のものです。その間にある“国のため”、“企業のため”、“地域開発のため”と言うと強い抵抗がある。
　理研には生存の条件としての日本の技術を拓いてほしい。外貨をもうけないと食えない国ですから。そこのところを底流に置くべきだと思います。
佐藤：物理学会誌の巻頭言をわざと「日本という問題」というタイトルで出しました。大枚を科学技術につぎ込んでいることの意義は、日本の国民全体がお金を出し合って、生きていく道を探る一助にしたいということだと思うのです。国のことを言えないような雰囲気があるが、だけど言わなければいかん、と最近痛切に感じますね。
丹保：戦前、持っていた資源のほとんどをつぎ込んで海軍をつくり太平洋で25年君臨し、戦後、産業の成長で25年また太平洋に君臨しました。25年しか持たないんですよ。いま、われわれがやっている科学技術振興も、あと15年もしたら息が切れるでしょう。そのときに、基礎研究もしくは基本的な文化というものを、がっちりやった人たちが生き残っているかどうかなんです。それが国というものの根幹だと思います。その後を考えるのは、大学とか理研の責務です。
粟屋：文化という問題はとても大事なことだと思います。物理学ひいては科学が文化であるという考えは、研究に没頭しているときには浮かばなかったのですが、近ごろ、科学を含むいろいろな学問や技術が全部絡み合って文化を創っていく、と考えるようになりました。
丹保：年をとって私もそう思うようになりました。科学だけが学問ではないんですね。科学でない学問が、古来、学問の中心だった。19世紀くらいから科学が、肩を振って歩くようになったのです。でも科学で解けることなんて、たかが知れていますよ。後はどうやって調和していくか、どうやって良識を持って互いに暮らしていくかという話になると、これは科学では解けません。
岩槻：日本の行政は、環境ホルモンなど生死にかかわるものには、まじめに取り組んでくれます。しかし生物多様性みたいに孫子の代の影響というと、後回しとなってしまいます。本当はいま、手を打っておかないといけない。そういうことを言えるのは、まさに科学です。日本人の科学的思考力を全体としてレベルアップすることは、絶対必要なことです。

●
理研に期待すること
●
谷畑：最後に、ベンチャーや独立行政法人の問題、社会への還元で、理研に何か期待するものは……。
種市：理研はもう少し産業からは離れた源流にあるのではと思います。かつて高度成長の中では、企業は仕事に役立つ、もうかる研究開発はいくらでもできた。それが昨今、非常にやりにくくなってきた。そうすると、大学の若手の良い人を使おうという形が、大学の独法化に沿って出てくる。理研は、ベンチャーの元になるような源流に近い研究をしているのではないかと思います。理研が源流だとすれば、理研の傘の下に抱えるような形で、もっと幅広く産業などに波及していくという気がします。昔は産業と研究が近かった。いまはそれぞれの研究は、いきなり産業には結び付きません。
佐藤：昔、高野山とか比叡山とかには、われこそは能力があるとはせ参じた。いま理研は、われこそは科学でトップを走っているというような研究者がぜひ行きたいと思うような、いら立つ言い方をするとエリート集団だという自覚と見せかけ。子供だけでなく、研究者にそう思わすような場所になってほしいですね。
谷畑：“理研よ、こうであれ”という言葉をいただければと思うのですが……。
岩槻：独法化で理事長の指導力が強まるわけですよね。評価の高い学術誌へ良い論文をたくさん書ける人は、ある程度どこでも出てくると思います。そうではなくて、本当にこの人の仕事は世界的に見て面白い仕事なんだという論文が書けるような人が、理研からたくさん出てきてほしいです。
種市：理研が独法化で権限を強めることによって、世の中に働きかけるチャンスが増える。今度の独法化こそが、理研がいま出てきたような機能を果たすためのチャンスだと思います。ぜひ、生かしていただきたい。
小林：そう思っています。みんな消極的な見方でばかり議論しています。しかしこんな千載一遇のチャンスはないだろうと。株式会社から特殊法人になってからも40数年たっています。何十年に一回のチャンスなのです。
丹保：私も独法化はチャンスだと思います。最も優れた集団から外へ向かっての発信をぜひ。それによって理科少年が増えるでしょうし、理科嫌い少年・少女・中高年も減るだろうと思います。
小林：子供の理科離れをうんぬんするときに、そのお母さんをどうするかが問題です。
粟屋：必ずしもそうではないと思います。家庭にいる奥さんたちも、化学式など高等学校などで習っているわけですね。話を聞く際に、ある程度の式は説明すれば理解できるのです。科学の分野のこと、例えば高レベル放射性廃棄物の処分などについても、いい加減な表現ではなく、その本質をきちんと話してくれという要求は、このごろ強いのです。
丹保：やはり理研クラスの人たちが、式を必要最小限にして、かみ砕いて話をすれば、中高年は完全に巻き込まれます。
種市：うちの会社でも、いまは男も女もありません。非常に女性の割合が増えています。
粟屋：研究者が自負心をしっかり持ってほしい。理研は、いろいろな場面を、いろいろな自由な発想で切り抜けてきた研究所だと思います。理研が独法化された後で、文部科学省から何か言われたときに、ある意味では跳ね返すくらいの強さを持ってほしいと思います。
谷畑：どうもありがとうございました。理事長、一言ありましたら。
小林：非常にもっともなお話です。ご指摘の中で、外部に対する発信、あるいは理科離れ問題にしても、文部科学省に働きかけて、「理科離れ研究所」を理研にと言ったことがあります。本当にまじめに考えているところがないんですよね。
　本日はありがとうございました。 ■
（この座談会は6月26日に開催されたものです）



※1：大河内正敏
科学者、経営者。東京都生まれ（1878〜1952年）。
（財）理研の第3代所長。1922年（大正11）、それまでの物理部、化学部を廃止し、主任研究員制度（研究室を独立させ、人事、予算、研究課題などを主任研究員の自主制に任せるユニークなシステム）を導入した。
自らの理論を実践し、科学を工業と一体化させた産学複合体である「理研コンツェルン」を完成。
所長として在職した25年の間、日本の多くのジャンルの科学者たちの自由な研究を支えた。



※2：仁科芳雄
物理学者。岡山県生まれ（1890〜1951年）。
1928年（昭和3）、クライン・仁科の公式を発表し、新しい物理学の道を拓く。1931年には仁科研究室を主宰し、共同研究による研究者の交流・討論を重視した研究手法を導入した。物理学をはじめ多分野の研究を進め、日本の原子核物理、素粒子、宇宙線の研究など近代物理学の分野を確立した。
1948年には、（株）科学研究所社長に就任し、科研の運営に尽力した。



※3：寺田寅彦
物理学者。高知県生まれ（1878〜1935年）。
（財）理研では、1924年（大正13）から12年間、寺田研究室を主宰し、宇宙物理学から地球物理学まで幅広い研究を進めた。
研究に対する取り組み方は、常に身近な現象から問題を解決する考え方に貫かれていた。研究業績では、X線と結晶構造の関係について、結晶を回転させることにより連続的に観察する手法を開発。
科学随筆などの執筆活動や絵画などにも深い造詣があった。

アクチンフィラメントの立体構造と
動きからのアプローチ

●
トロポニンの結晶構造を解く
●
前田主任研究員は、1990年からトロポニンの立体構造の解明に取り組み始めた。当時、トロポニンのDNA塩基配列は完全には分かっておらず、その同定から始めなければならなかった。
　タンパク質の立体構造を知るには、主にX線結晶構造解析^※1が使われる。高精度で立体構造を決定するには、均一に大きく成長した、質の良い結晶を作らなければならない。しかし、トロポニンの結晶づくりは困難を極めた。トロポニンは、トロポミオシンやアクチンと結合している。これらのタンパク質と結合している“のりしろ”を切らなければ、のりしろ同士がくっついて結晶にならないのだ。「質の良い結晶を作るためには、できるだけ大きくのりしろを切ってしまいたい。しかし、重要な機能を持つ部分は残さなければならない。ジレンマの連続でした」と前田主任研究員は振り返る。
　そして今年、前田主任研究員らは、トロポニンの中核部分の立体構造を世界で初めて決定した。研究を始めてから13年がたっていた。「最初はライバルがたくさんいましたが、あまりの難しさにあきらめた研究者も多く、最後の5年は私たちの独走になってしまいました」
　トロポニンのX線結晶構造解析は、大型放射光施設SPring-8の理研構造生物学ビームラインを用いて行われた。トロポニンの中核部分は3つのサブユニットから構成されている。機能的には、調節頭部とITアームの2つの部分構造（サブドメイン）に分かれていることも明らかになった（図3）。

●
トロポニンの動きを知る
●
トロポニンの立体構造決定は、江橋教授らによるトロポニンの発見以来、40年近く待ち望まれていた成果であり、世界的にも高く評価されている。にもかかわらず、前田主任研究員は「本当の研究は、ここから始まるのです」と強調する。
　タンパク質が機能するときには、他のタンパク質や生体分子と結合したり離れたりする。構造が動いているのだ。しかし、X線結晶構造解析で得られた立体構造は静止状態である。「構造の動きを知らなければ、機能メカニズムは分かりません。立体構造を解いた後の課題は、タンパク質の構造がどのように動き、どのように相互作用しているのかです。それは現代生物学が直面している、まさに最先端の問題です」
　今回、立体構造が決定されたトロポニンはCa²⁺が結合している結晶で、調節頭部がアクチンやトロポミオシンから離れて持ち上がっている（図4奥）。一方、Ca²⁺が結合していないトロポニンの調節頭部は、アクチンやトロポミオシンと接していることが、これまでの研究から間接的に分かっていて、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントの滑りを邪魔するブレーキになっているらしい（図4手前）。
　「Ca²⁺結合の有無によってトロポニンの構造が大きく変化することが分かりました。機能に直結する動きが見えたことは、大きな進歩です」と前田主任研究員は解説する。「しかし、これで満足するわけにはいきません」
　トロポニンはCa²⁺が結合するタンパク質として非常に重要だが、スイッチの一部にすぎない。前田主任研究員は、トロポニン、アクチン、トロポミオシンの複合体であるアクチンフィラメント全体が筋収縮を調節するスイッチであると考えているのだ。「アクチンやトロポミオシンの立体構造はまだ決定されていません。またスイッチが入るときには、トロポニンからトロポミオシン、そしてアクチンへと何らかの情報が伝わっているはずですが、その実体も分かっていません」

●
アクチンとトロポミオシンの
立体構造
●
アクチンフィラメントの骨格を成しているのは、アクチン単量体が数珠つなぎになったアクチン重合体である（図1）。2本の真珠のネックレスをひねったような形をしている。アクチンは、細胞の中に最も大量にあるタンパク質の一つで、細胞骨格や細胞運動、細胞分裂、筋の収縮など広範な役割を担っている。「アクチンの単量体の立体構造は決定されています。しかし、アクチン重合体のような繊維状のタンパク質複合体は結晶を作らないため、X線結晶構造解析ができません」と、前田主任研究員は嘆く。「しかし、アクチン重合体の立体構造を決定しなければ研究は前進しないのです」
　アクチン重合体の立体構造を解析するために、構造生物化学研究室の小田俊郎先任研究員らは独自に「X線繊維回折法」を開発した。アクチン重合体をガラス細管に高濃度に集めることで向きを繊維のように平行にそろえ、ガラス細管にX線を照射して回折強度像を得るという方法である。
　しかし、X線繊維回折法によって得た情報だけでは立体構造が分からないため、クライオ電子顕微鏡^※2でアクチン重合体を観察した像とコンピュータで合成する。さらに、アクチン単量体の立体構造を当てはめることで、詳細なアクチン重合体の立体構造モデルを得ることができた（図5、図6）。この立体構造モデルを使えば、簡単に動きをシミュレーションすることもできる。
　「残されたトロポミオシンの立体構造も、私たちが決定しなければならないでしょう」と前田主任研究員は言う。トロポミオシンは、アクチン重合体の溝に沿って棒のように巻き付いているタンパク質である（図1）。同じ構造が繰り返され、表面が滑らかなので、結晶を作ることが難しい。ドイツのマックス・プランク研究所が開発した、抗体を結合させることで表面を複雑化させる方法を導入し、トロポミオシンの結晶化に挑んでいるところだ。

●
高圧NMRで構造の動きを見る
●
トロポニンの立体構造解析も終わってはいない。決定されたトロポニンの立体構造は、まだ中核部分だけだ。切り取ったのりしろ部分の構造を知るには、トロポニンとトロポミオシンが結合した結晶を解析する必要がある。すでに結晶はできているが、まだ質が悪いため改良しているところである。
　「実は、切り取ったのりしろ以外にも、見えていない部分があるのです。結晶中でも決まった構造をとらないで揺れているのでしょう。私たちは、NMR（核磁気共鳴装置）^※3を使って、X線結晶構造解析では見えなかった部分の構造を解析する準備を進めています」
　NMRの場合は、結晶を作る必要がなく、溶液中のタンパク質の構造を解析できる。前田主任研究員が準備を進めているのは、近畿大学生物理工学部の赤坂一之教授が開発した高圧下でタンパク質の構造を解析する高圧NMRである。3000気圧もの高圧下で測定することで、常圧下では測定することのできないタンパク質の立体構造の変化を測定することができる。この装置は世界で、理研播磨研究所にしかない。
　トロポニンの研究は、心疾患の原因解明や治療薬の開発にも結び付くと注目されている。一部の心筋症は、トロポニンの遺伝子の変異が原因であることが分かっている。また、九州大学医学部の大槻磐男（おおつきいわお）教授（当時）らが、トロポニンの遺伝子変異と心筋症の病態を詳しく分類したところ、変異が起きている個所はさまざまだが、生理的・機能的異常はわずか3種類に分類できることが分かった。「遺伝子の変異が起きるとタンパク質の立体構造が変わり、機能も変化します。遺伝子の変異と構造の変化、生理的な異常を詳しく対応づけていくことで、トロポニンの機能メカニズムが解明できるでしょう」と前田主任研究員は期待を寄せる。その成果は、トロポニンに直接働いてCa²⁺の感受性や筋の張力を調節できる、心筋症の治療薬や予防薬の実現にも大きく貢献する。

●
ミニ・アクチンフィラメントを作る
●
アクチンフィラメントを構成する個々のタンパク質の立体構造解析は着々と進んでいる。「しかし、筋収縮の調節メカニズムをすべて明らかにするためには、やはりアクチンフィラメント全体の立体構造を決定する必要があります。ですが、長さがばらばらで繊維状のタンパク質を結晶化することはできません。アクチンフィラメントの結晶を作るには、長さがそろった短いアクチンフィラメントを人工的に作る以外にはないのです」
　前田主任研究員は、自然に学ぼうと考えた。自然界には、長さのそろったミニフィラメントがある。細胞の非対称分裂などにかかわっているダイナクチン複合体だ。研究室では、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析法を用いて、ダイナクチン複合体の解析を進めている（図7）。「ダイナクチン複合体は、なぜ長さがそろった短いフィラメントになっているのか、その設計原理を知りたいのです」
　一方で、短いアクチンフィラメントを人工的に作るための“道具”の研究もしている。筋のアクチンフィラメントは、一方の端をトロポモジュリン、もう一方の端をCapZというキャッピングプロテインによってふさがれ、それ以上重合できないようになっている。研究室では、すでにトロポモジュリンとCapZの立体構造を決定し、現在はどのようにアクチンフィラメントと結合しているかを詳しく調べている。長さをそろえるためには、物差しも必要だ。トロポミオシンは、ちょうどアクチン7個分の長さであるため、物差しになるだろう。
　「ダイナクチン複合体からミニフィラメントの設計原理を学び、トロポモジュリン、CapZ、トロポミオシンの3つの道具を使うことで、長さがそろった短いアクチンフィラメントができるのではないかと考えています。アクチンフィラメント全体の立体構造が決定すれば、いよいよ筋収縮の調節メカニズムに迫ることができます」
　「アクチンフィラメントを深く理解しようとすると、あるときはX線結晶構造解析が有効だが、あるときは電子顕微鏡が必要だというように、目的に応じて臨機応変に、最良の方法をとる必要があります。時には、独自の方法を開発しなければならない。それを一つの研究室でやるのはなかなか難しいですね」と前田主任研究員は語る。構造生物化学研究室が所属する播磨研究所には、世界最高輝度を誇るSPring-8を中心に、世界最高性能のクライオ電子顕微鏡や世界で唯一3000気圧での測定が可能なNMRもある。加えて、独自に開発した数々の技術が、アクチンフィラメント、そしてタンパク質の相互作用に関する世界最先端の研究を支えているのである。■




※1：X線結晶構造解析
タンパク質の結晶にX線を照射すると、原子の周りにある電子によって散乱され、干渉によって回折像が得られる。
回折強度から電子の分布を逆算することで、タンパク質の立体構造を決定する。



※2：クライオ電子顕微鏡
液体ヘリウムで試料を−269℃（絶対温度4K）に保つことで、電子線によって試料がダメージを受けることなく、高解像度の画像を得ることができる。



※3：NMR（核磁気共鳴装置）
核磁気共鳴は、物質内部の原子核の位置や価電子状態に依存する電磁波を、原子核が吸収・放出する現象である。
放出されたエネルギーを測定することによって、物質の微細な原子・分子構造を決定できる。
結晶化の必要なく、溶液中のタンパク質を測定できる。

（2003年4月29日、文部科学省および神戸研究所においてプレスリリース）

7月26日、小中元秀氏が理事に就任しました。役職員として長年にわたり当研究所の発展に尽力してきた宮林正恭理事は、7月25日をもって退任しました。

小中 元秀（こなか　もとひで）　 1948年10月15日、大阪府生まれ。1973年3月、京都大学大学院工学研究科機械工学修士課程修了、同年4月に科学技術庁に入省。原子力局、科学技術振興局等を経て、1999年、研究開発局ライフサイエンス課長。その後、核燃料サイクル開発機構広報部長、科学技術庁長官官房審議官（研究開発局、原子力局担当）等を歴任。2002年より内閣府原子力安全委員会事務局長を務める。55歳。

青少年の科学技術への関心を高めるため、日本科学技術振興財団が主催する｢サイエンスキャンプ2003｣と、埼玉県が主催する｢彩の国サイエンスアドベンチャー｣が理研で開催されました。実習後の体験発表会では、参加者から｢最先端の研究に触れることができてうれしい｣、｢教科書では学べないことを体験できた｣、｢将来進むべき道の参考になった｣などの感想が聞かれ、実体験の感動が伝わってきました。
＜サイエンスキャンプ2003＞
理研など27研究機関が参加し、全国から約300名の高校生が参加する体験学習です。理研では、9名の高校生が7月23日〜25日（2泊3日）の日程で、細胞核機能研究室、磁性研究室、超分子科学研究室に分かれ、研究者の指導のもとで先端の科学技術研究を体験しました。
＜彩の国サイエンスアドベンチャー＞
埼玉県下の大学、研究施設などで、県立高校生約100名が参加する体験学習です。理研では、14名の生徒が8月5日〜8月7日の日程で、理研での先端研究についての講義を受けた後、施設を見学。その後、物質基盤研究部の生体分子解析室と電子顕微鏡を用いる体験学習室（広報室）に分かれ、先端の科学技術研究を実習・体験しました。