JapanPrize歴代受賞者による社会貢献

私たちの生活を大きく変えた技術を生み出したJAPAN PRIZE受賞者

情報・通信

1876年にグラハム・ベルが電話機の特許を取得してから百数十年。現在では、世界のほとんどの地域でインターネットが利用でき、必要な人といつでも会話や情報のやりとりができるようになりました。こうした「情報化社会」の実現には、通信衛星や海底ケーブルを利用して大量の情報を送受信する技術や、通信の信頼性と効率を高める技術が不可欠でした。JAPAN PRIZEでは、こうした「通信の革命」をもたらした科学者・技術者が受賞しています。

数学・コンピューターサイエンス

現代では、銀行の預貯金の管理から交通機関の運行管理まで、社会の隅々でコンピューターが活用されています。そして今も、コンピューターサイエンスは、革新的な進歩を続けています。コンピューターが人と同じように考え、判断できる人工知能の研究が進められているほか、応用数学を利用しコンピューター通信における間違いを限りなくゼロにする技術、ロボットが人と共存する社会を実現する技術など、JAPAN PRIZEの受賞者は、常に新たな技術に挑戦し続けてきました。

半導体・電子デバイス

戦後、私たちの生活を便利で豊かなものに変えたのは、テレビ、生活家電、コンピューター、スマートフォンなど、さまざまなエレクトロニクス製品です。そして、こうした製品の実現には、半導体の性能を飛躍的高める技術、情報を高密度で記録する技術、通信の可能性を広げるレーザー光の実現など、たくさんのブレークスルーがありました。現代を切り開いた画期的な技術の開発に携わった科学者・技術者がJAPAN PRIZEを受賞しています。

化学・新材料

現代社会の発展は、産業革命以前には知られていなかった物質、存在しなかった物質によって支えられているといっても過言ではありません。有機合成化学の進歩は、化学繊維・電子材料など優れた新材料を次々と生み出したほか、新たな医薬品の誕生にも大きく貢献しました。また、物質の結晶構造に注目したアモルファス材料の発見は、金属材料に新たな可能性をもたらしました。こうした新たな素材の誕生に貢献した科学者・技術者がJAPAN PRIZEを受賞しています。

医学・生命科学

「いつまでも健康で長生きしたい」という人々の願いに、JAPAN PRIZEを受賞した科学者・技術者たちは挑戦してきました。がんの原因に関する基本概念の確立、人工臓器の開発、天然痘根絶やHIV(ヒト免疫不全ウイルス)の発見、病気の早期発見につながる画像診断装置の発明、脳の病気の発症メカニズム解明、分子標的薬という新たな抗がん剤の開発など、テーマはさまざまですが、受賞者の業績をきっかけに研究開発は加速し、現代医療の発展につながりました。

生物資源

戦後、発展途上国を中心として人口の拡大が続き、深刻な食糧問題が生じました。科学技術への期待は「病気に強く、収穫量の多い品種の開発」や「健康な家畜を効率よく繁殖する技術の開発」であり、JAPAN PRIZEの受賞者たちも、熱帯・亜熱帯向けのイネの多収穫品種の開発や家畜の凍結精子による人工授精などに取り組みました。その結果、農業の生産性は大幅に向上しましたが、現在では海洋における漁業資源の涸渇という問題が浮上しています。

地球環境・エネルギー

地球は、私たち人類にとっての「ゆりかご」であるともに、時には自然災害をもたらし多くの人の命を奪う存在でもあります。例えば「地震はなぜ起こるのか」という人類の疑問にJAPAN PRIZE受賞者たちは答を出そうと挑戦し続けてきました。また、フロンガスによるオゾン層破壊のメカニズムの解明、熱帯林の保全、持続可能社会への提言、水災害を防ぐための新たな河川工学の提案など、JAPAN PRIZEの受賞者は常に新たな視点を私たちにもたらしています。

使いやすく効率のよいゲノム編集技術を開発

2017年(第33回)JAPAN PRIZE

エマニュエル・シャルパンティエ博士(フランス)/左

マックス・プランク感染生物学研究所(ベルリン)所長

ジェニファー・ダウドナ博士(アメリカ)/右

カリフォルニア大学バークレー校教授

エマニュエル・シャルパンティエ博士
(フランス)

ジェニファー・ダウドナ博士(アメリカ)

生物の遺伝情報を担うDNAの一部を取り除いたり、はめ込んだりして、生物の性質を変えたり、有用な物質をつくらせたりする技術が1970年代から発達してきました。遺伝子のDNAを細胞外に取り出してつくり変え、再び細胞に戻して増殖させるDNA組み換え技術です。

しかし、もし細胞内でゲノム上の遺伝暗号を削除、変更、挿入するなどの正確な編集作業ができたら、利便性はさらに高くなるに違いありません。これを実現したのが、シャルパンティエ博士とダウドナ博士です。

新技術の土台になったのは、細菌の免疫の仕組みの研究でした。私たちの身体は、ウイルスや細菌に一度感染すると免疫ができて、再び感染しても発症せずにすみます。同じように、細菌もウイルス感染に対して免疫の仕組みを備えています。ウイルスが侵入してくるとそのDNAの一部を保存し、次に感染した時には保存している配列からRNAをつくり、これをガイド役にしてウイルスDNAを切断する酵素を誘導します。ウイルスDNAはバラバラになり、働くことができなくなります。

この仕組みを利用して、ガイド役RNAを合成して切断酵素とともに細胞内に導入すると、目的のDNAを任意の場所で切断することができます。そこに別のDNAを入れてつなぐこともできます。これが新しいゲノム編集技術である「クリスパー・キャス法」です。

2012年に発表されるとすぐに広く利用され、ヒトを含む哺乳類の細胞をはじめ、さまざまな生物でゲノム編集が行われるようになりました。遺伝子治療、創薬、畜産をはじめ、モデル生物、作物、バイオ燃料などの生産をめざして応用研究が活発になっています。両博士が開発したゲノム編集技術は、生命科学の将来を大きく飛躍させるに違いありません。

イラスト

クリスパーは細菌ゲノムに存在する配列

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多くの細菌のゲノムには各所に回文のような繰り返し配列とそれをはさむ短いスペーサー配列の集合が見られます。これがクリスパーです。正体不明の奇妙な配列として、1987年に大腸菌でその存在がはじめて報告されました。

クリスパー・キャスによるゲノム編集

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両博士はどちらもかねてからこのしくみに関心をもち、2011年から共同研究を始めました。そしてまもなく、2012年に化膿レンサ球菌を材料として細菌がウイルス感染から身を守る詳細なしくみを解明することに成功しました。同時に、このしくみを利用して効率のよいゲノム編集が可能であることを明らかにしたのです。

タイムライン

2017年(第33回)JAPAN PRIZE

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