これら 8 人の科学者は、生物医学と世界保健の研究を通じて世界を変えてきました。

1957 年に設立されたカナダ ガードナー賞は、人間の健康に影響を与える基礎研究における国際的な卓越性を表彰するものです。3 月 30 日に発表された今年の受賞者 8 名は、世界で最も差し迫った生物医学および地球規模の健康問題に対する理解を深める上で貢献しました。受賞者は科学的知識のたゆまぬ追求と卓越性への取り組みを通じて、世界中の無数の人々の生活を改善してきました。カナダ ガードナー賞は、研究が人間の健康に及ぼす計り知れない影響を思い出させてくれます。今年の受賞者がどのように影響を与えたかをご紹介します。

妊産婦死亡率と闘うためのシンプルな解決策を発見

ホセ・ベリザン医学博士、アルゼンチン臨床効果・健康政策研究所（IECS）母子保健研究部門上級科学者、アルゼンチン国立科学技術研究評議会（CONICET）上級研究員、アルゼンチン・ロサリオ大学医学部骨生物学研究所研究員

ホセ・ベリザン氏は、卓越した科学と並外れたリーダーシップを発揮した研究者を表彰するジョン・ダークス・カナダ・ガードナー国際保健賞の2023年度受賞者です。

1976年、ベリザン氏は人道的医療活動のため、母国アルゼンチンで新たに樹立された軍事独裁政権から逃れることを余儀なくされた。それがきっかけで、グアテマラにある中米・パナマ栄養研究所に就職し、そこで妊娠高血圧症候群（HDP）の発生率が異常に低いことに気づいた。他の地域では蔓延し危険なこうした合併症が、極貧の女性の間で最もまれであるようだと彼は指摘した。さらに調査を進めると、彼女たちの食事は総じて栄養価が低いものの、カルシウムが非常に高いことがわかった。これは、トルティーヤを作るためのトウモロコシを準備する伝統的なマヤの方法によるもので、トウモロコシは挽きやすくするために一晩アルカリ水に浸す。ニクスタマリゼーションと呼ばれるこの過程で、トウモロコシは浸した物質のカルシウムを吸収する。

ベリザン氏と彼の同僚は、カルシウムの摂取量が多いと HDP の頻度が低いことが説明できると提唱し、最終的に研究室と臨床研究でそれを実証しました。世界中で推定 30 億人が十分なカルシウムを摂取できないことを考えると、ベリザン氏の研究結果は妊娠中の栄養補助食品の重要性を強調し、間違いなく数え切れないほどの命を救ったことでしょう。ベリザン氏の研究室は現在、水道水や小麦粉などの食品にカルシウムを添加することを提唱し、栄養士のガブリエラ・コーミック氏とそのチームとともに研究しています。

これは、ベリザンが母親の健康に良い影響を与えた多くの分野のうちの 1 つにすぎません。ベリザンは、帝王切開の不必要な増加の問題に対処する画期的な介入を文書化し、設計、テスト、実装した最初の人物でもあります。彼の研究は、カナダや米国を含む世界中で、不必要な定期的な会陰切開の減少にもつながりました。

ベリザン氏は、ガードナー賞が、特に低・中所得国における母子ケアの改善の必要性に世界的な注目を集める一助となることを期待している。

「健康研究者の最大の功績、最大の望みは、人々に実践され、人々の生存率と生活の質の向上につながる発見を達成することです」とベリザン氏は言う。「特に、この功績によって生存率と生活の質における既存の不平等を減らすことができる場合はなおさらです。」

人工知能を活用して科学的発見を加速する

デミス・ハサビス、CBE FRS FREng FRSA、DeepMind 創設者兼 CEO、Isomorphic Labs 創設者兼 CEO

John Jumper、PhD、MPhil、AlphaFold 主任兼シニアスタッフ研究科学者、DeepMind

デミス・ハサビス氏とジョン・ジャンパー氏は、タンパク質構造予測という50年にわたる大きな課題に対するAIベースのソリューションとして高く評価されているAlphaFoldの開発により、2023年のカナダ・ガードナー国際賞を受賞しました。カナダ・ガードナー国際賞は、医学に独自の貢献を果たし、人間の生物学と疾患への理解を深めた優れた生物医学科学者を表彰するものです。

地球上の生命のほぼすべての機能に不可欠なタンパク質は、複雑なアミノ酸の鎖で構成されています。これらの鎖がねじれて折りたたまれる正確な 3D 形状は、結果として得られるタンパク質の機能に大きな影響を与えます。特定のタンパク質がどのような形状に折りたたまれるかを決定するという課題は、「タンパク質折りたたみ問題」と呼ばれ、生物学における大きな課題として数十年にわたって存在していました。人工知能 (AI) 研究ラボ DeepMind の他のチームメンバーとともに、ハサビス氏とジャンパー氏は、わずか数分でタンパク質構造を原子レベルの精度で予測できる AlphaFold2 というシステムを開発しました。

2020 年、2 年に 1 度開催されるタンパク質構造予測の重要な評価 (CASP) の主催者は、タンパク質構造予測という 50 年にわたる大きな課題に対する解決策として AlphaFold2 を公式に認定しました。AlphaFold2 は、2 億を超えるタンパク質 (科学で知られているほぼすべてのタンパク質) の構造予測を作成するために使用されており、DeepMind はこれを AlphaFold タンパク質構造データベースを通じて無料で利用できるようにしています。このデータベースはタンパク質構造の Google 検索のように機能し、研究者は研究しているタンパク質の予測モデルに即座にアクセスできます。

「私は大学時代も含め、キャリア全体を通じて AI に取り組んできました。私たちが構築するアルゴリズムに応用できそうな科学的問題を書き留める傾向があります」とハサビス氏は回想する。「タンパク質の折り畳み問題について初めて聞いたのは、ケンブリッジ大学で学部生だったとき、その問題に熱中し、今もその分野で働いている友人からでした。彼は私に、タンパク質の折り畳みを解明できれば生物学に革命をもたらすだろうと言っていました。」

ハサビス氏は2010年にディープマインドを設立し、同社は2015年にアルファ碁で最初の躍進を遂げた。アルファ碁は古代中国にまで遡る抽象戦略ボードゲームである囲碁で人間に勝利した最初のコンピュータープログラムである。その後、同氏はタンパク質折り畳み問題に取り組もうと決心した。

「ついに、適切なアルゴリズムのアイデアが生まれ、ついに進歩を遂げられるかもしれないと思った」と彼は言う。

彼は2017年に、シカゴ大学で化学の博士号を取得中に、タンパク質のダイナミクスをシミュレートする機械学習手法を開発したジャンパー氏を採用した。ジャンパー氏は2018年にプロジェクトの研究リーダーとなり、システムのアーキテクチャを再設計して、後にAlphaFold2となるものを生み出した。

開始から18か月以内に、190か国の100万人を超える研究者がAlphaFoldデータベースにアクセスし、プラスチック汚染の解決に役立つプラスチックを食べる酵素の開発から、気候変動に直面した農作物の持続可能性の向上まで、幅広い実験に役立てています。

「参考までに、タンパク質 1 個の構造を決定するには、研究者が博士課程の期間全体を要することがあります。しかし、私たちは 1 年足らずで 2 億個の予測構造を生み出しました」とジャンパー氏は言います。「これほど多くの構造を実験的に生み出すには、現在の実験技術では数百万年かかるでしょう。これほど大きな影響を与える可能性のあるものに関われたことは、とても光栄です。」

「今では、Google でキーワード検索するのとほぼ同じくらい簡単に、タンパク質の 3D 構造を調べることができます」とハサビス氏は言う。「これはデジタル スピードの科学だと私は言いたいのです。」

両氏はガードナー氏からの評価を光栄に思い、嬉しく思っていると述べ、これをディープマインドチーム全体の勝利と捉えている。

「私たちのチームの仕事がこのような大きな賞で認められたことは、本当に素晴らしいことです。私にとって、これは細胞の中心的構成要素を完全に理解するための大きな一歩として、AlphaFold が認められたことを意味します」とジャンパー氏は言います。「実験生物学者の実験を支援する上で、AlphaFold がもたらした変化に、私たちはとても興奮しています。コミュニティに受け入れられた程度は私たちの予想を超えていて、この状態が続くことを願っています。」

「ジョンとともに、そしてディープマインドの素晴らしいチームを代表してガードナー賞を受賞できたことを大変光栄に思います」とハサビス氏は言う。「この賞によって、科学的発見を加速し、人類が抱える最大の課題の解決に役立つ人工知能の驚くべき可能性に、さらに注目が集まることを嬉しく思います。」

先住民コミュニティのための文化的、文脈的に適切なメンタルヘルスサービスを推進する

クリストファー・マシュクワッシュ博士、C.Psych.、レイクヘッド大学心理学部教授、ディリコ・アニシナベク・ファミリー・ケア心理学者、サンダーベイ地域健康科学センター研究担当副社長、サンダーベイ地域健康研究所主任科学者

クリストファー・マッシュカッシュ氏は、人類の健康に継続的な影響を与える可能性のある、卓越した科学研究の貢献を果たした中堅研究者を表彰する2023年度カナダ・ガードナー・モメンタム賞の受賞者2名のうちの1人です。

ムシュカッシュの臨床実践は、常に彼自身の文化的背景を反映しています。アニシナウベ（オジブウェー）族であり、ポーグワシーン（ペイズ・プラット・ファースト・ネーション）の一員であるムシュカッシュは、ファースト・ネーションの価値観に沿った証拠に基づく実践を通じて、先住民のメンタルヘルスと薬物使用に焦点を当てています。

「地域社会に貢献できるようなスキルを身につけたかったのです」とマスクワッシュさんは言う。

ムシュカッシュ氏と彼のチームは、幼少期および世代間のトラウマと成人の薬物使用障害との関連について、実証的な証拠を提供することで大きな進歩を遂げました。彼の研究室では、子育て、ホームレスの先住民族の若者への介入なども研究してきました。彼は、すべての研究において、研究対象の人々のニーズと文化を中心とすることを目指していると語っています。

ムシュカッシュは、文化的、そして文脈的に適切な介入のターゲットを特定すること、コミュニティの成果を測定する方法を開発すること、文化に基づく知識と科学的方法を融合した介入アプローチを開発してテストすること、そして、先住民コミュニティと学術コミュニティ、そして臨床医、政策立案者、意思決定者の間で知識を広く普及させることを目標に、4 つの相互に関連する方向から先住民のメンタルヘルスと依存症の研究に取り組んでいます。彼の研究はすでに資金提供政策に影響を与え、先住民コミュニティのメンタルヘルスケアの標準的な実践を変えています。ムシュカッシュは、次の主要な焦点は、先住民の若者のニーズと健康を優先する統合サービスの開発を支援することだと言います。

「この表彰は大変名誉なことです」とマシュカッシュ氏は言う。「しかし、私にとってもっと重要なのは、この賞と、ガードナー財団が受賞者に幅広い聴衆と交流する機会を与えることで、精神衛生と依存症に関する先住民コミュニティベースの研究についてさらなる対話の機会が確保されるということです。」

「先住民の成果を改善するのは、メンタルヘルスと依存症のシステムとサービスの責務です」と彼は言う。

脳腫瘍の理解を深め、臨床ケアを変革する

ゲラレ・ザデ、医学博士、FRCS(C)、FAANS、教授兼脳神経外科部門長、ダン家脳神経外科部門長、ウィルキンス家脳腫瘍研究部門長、トロント大学テメルティ医学部外科部、トロント西部病院脳神経外科部門長、スプロット外科部、ユニバーシティ・ヘルス・ネットワーク、クレンビル脳研究所共同所長、ユニバーシティ・ヘルス・ネットワーク、プリンセス・マーガレットがんセンター上級科学者

ゲラレ・ザデ氏は、人類の健康に継続的な影響を与える可能性のある、卓越した科学研究の貢献を果たした中堅研究者を表彰する2023年度カナダ・ガードナー・モメンタム賞の受賞者2名のうちの1人です。

ザデは脳神経外科医になるためのトレーニングを受ける一方で、医学の博士号も取得しようと決意しました。「私は、仮説に基づく研究を追求して本当に変化をもたらす、別の言語を理解したかったのです」と彼女は言います。「もちろん、教育や日々の臨床診療など、さまざまな方法で自分の分野に足跡を残すことはできますが、私は分子生物学の世界を理解したかったのです。」

現在、ザデの研究は、ゲノム解析を通じて脳腫瘍の理解を深めることに重点を置いています。最も一般的な脳腫瘍である髄膜腫に関する研究により、治療の選択肢が限られている髄膜腫から、腫瘍の挙動に関する知見を明らかにできる 4 つの分子グループが特定されました。

ザデ氏のチームはまた、神経腫瘍と呼ばれる中枢神経系のまれな腫瘍に関する画期的な発見も行いました。神経腫瘍は通常は良性腫瘍として始まりますが、科学者がまだ理解していない理由で悪性腫瘍に変化することがあります。ザデ氏の研究は、この変化が 2 つの非常に異なる分子経路を介して起こり得ることを実証しました。

「本当に面白いのは、他のがんの治療のために開発されたこれら2つの経路に対抗するように設計された治療薬がすでに存在していることです」とザデ氏は言う。

ザデ氏は、効果的な治療法が乏しく、その出現も遅いこの分野において、自身の研究が待望のパラダイムシフトの一端を担うことを望んでいる。

「神経腫瘍学の分野を見てみると、結局のところ、過去 20 年間で、患者の転帰に大きな影響を与える臨床試験は成功していません」と彼女は言います。「パラダイム シフトは、腫瘍の生物学的特性に関するデータと分子情報に基づいて臨床試験を設計することから生まれなければならないと思います。より機敏な戦略を開発するには、既成概念にとらわれない考え方が必要です。」

ザデさんにとって、この受賞は（彼女にとってはかなり驚きだったと語る）そうした変化を奨励する素晴らしい方法だ。

「ガードナー賞の名は非常に大きな意味を持っています」と彼女は言います。「この賞は、私が研究においておそらく正しい道を歩んでいるという認識、正当性、確証を与えてくれます。しかし、これはまた、外科医科学者のモデルと、幅広いバックグラウンドを持つ人でもこの研究ができるという事実に対する認識でもあります。この賞に伴う認識が、私だけにとどまらない影響を与えることを願っています。」

細菌のコミュニケーションの暗号を解読する

マイケル・R・シルバーマン博士、アゴロン研究所名誉研究員、スクリップス海洋研究所名誉非常勤教授

ボニー・L・バスラー博士、プリ​​ンストン大学分子生物学科スクイブ教授兼学科長、ハワード・ヒューズ医学研究所研究員

E ピーター・グリーンバーグ博士、ワシントン大学医学部微生物学および分子細胞生物学プログラム、ユージン・アンド・マーサ・ネスター微生物学寄付教授

ボニー・L・バスラー、エベレット・ピーター・グリーンバーグ、マイケル・R・シルバーマンの3名は、その総合的な研究により、医学に独自の貢献を果たし、人間の生物学と疾患への理解を深めた優れた生物医学科学者を表彰する2023年カナダ・ガードナー国際賞を受賞しました。

バスラー、グリーンバーグ、シルバーマンはそれぞれ、微生物学の予期せぬ新分野「クオラムセンシング」、つまり細菌同士がコミュニケーションをとる手段の研究の創始に尽力しました。これらの研究者は、独立して、また共同で細菌についての考え方を一変させ、微生物が互いに連携して、1 種類の細菌だけではできないことを達成できることを示しました。微生物は互いに独立してしか行動できないというパラダイムを覆すことで、クオラムセンシングは細菌性疾患やマイクロバイオーム、そしてそれが人間の健康に与える影響について新たな知見をもたらしました。

細菌の協調に関する最初のヒントは、1970 年代の海洋生物学研究から生まれました。J. ウッドランド ヘイスティングスと彼の学生ケン ニールソンが、海洋細菌ビブリオ フィッシャーリが、細胞が特定の個体密度に達したときにのみ生物発光することを発見したのです。細菌細胞間の化学シグナル伝達の証拠は、シルバーマンと彼の大学院生ジョアン エンゲブレヒトが新しい組み換え DNA 技術を利用して、生物発光の感覚制御に関与する遺伝子とタンパク質をクローン化し、発現させる 80 年代まで、ほとんど注目されませんでした。シルバーマンの研究は、集団発光を制御する基本的な調節メカニズムを明らかにし、より広い意味では、さまざまな細菌の集団行動の根底にある何千もの関連システムの発見のきっかけとなりました。

ヘイスティングスのもとで学び、1978年に細胞コミュニケーションを研究するために自身の研究室を設立したグリーンバーグは、シルバーマンの研究結果はまさにチームが探していたものだったと語る。「私たちはすぐに仕事に取り掛かりました」と彼は言う。彼は関係する遺伝子をさらに詳しく調べ、クオラムセンシングという用語を生み出した1994年の論文の主任著者を務めた。彼はこのコミュニケーションが他の種類の細菌にも存在することを証明しただけでなく、そのメカニズムの主要なステップをほぼすべて発見した。

バスラー氏は、最初はシルバーマン研究室のポスドクとして、その後自身の研究グループの責任者として、細菌の間では化学的コミュニケーションが普遍的であること、多くの異なるコミュニケーション分子が関与しており、それによって細菌は自分と他者、敵と味方を区別できること、そして実際、化学的コミュニケーションは細菌界の境界を超えていることを実証した。彼女は、ウイルスやヒト宿主を含む高等生物もこれらの化学的会話に参加していることを示した。例えば、ヒトの腸細胞は、腸内微生物叢を構成する細菌とクオラムセンシングを使用してコミュニケーションする。コミュニケーションにより、微生物叢は侵入する病原体から体を守ることができ、それによって細菌性疾患の重症度を軽減できる。バスラー氏はまた、細菌に感染するウイルスはクオラムセンシング信号を盗聴できることを発見した。これにより、細胞密​​度が高いときに細菌宿主を殺すことができ、これは他の細胞へのウイルス伝染を最大化する戦略である。

「細菌のクオラムセンシングの研究を続けることで、感染症と戦うまったく新しい方法が見つかると信じている」とバスラー氏は言う。「特に抗生物質耐性感染症を阻止したい。私のチームが発明した抗クオラムセンシング化合物は成長ではなく行動を標的としているので、私たちの治療法は従来の抗生物質に比べて耐性の発現に対する脆弱性がはるかに低くなると期待している」

シルバーマン、バスラー、グリーンバーグの3人は、ガードナー氏から認められたという知らせに驚きと喜びを表明した。

「私はもうすぐ80歳になり、研究室の仕事からは何年も引退しているので、このような予想外の賞賛を受けるのはかなり衝撃的です」とシルバーマン氏は言う。

グリーンバーグ氏は、賞にはあまり関心がないが、名誉あるガードナー賞の受賞はクオラムセンシングという急成長中の分野の正当性を象徴するものだと認識しており、リスクを冒すことが報われることを新進気鋭の学者に思い出させてくれることを期待していると付け加えた。

「これは、まったくの無駄に終わる可能性もあった」と彼は細菌のコミュニケーションに関する初期の研究について語る。「これは、オープンな心を持ち、本当に興味深いと思えることに取り組むことの重要性を物語っています。ガードナー賞は、この分野全般にさらなる注目を集め、目の前の課題に取り組む若い優秀な人材をさらに集めることになるだろう。」

そのインスピレーションは、私たちがまだ想像もしていない洞察を解き放つ鍵となるかもしれません。

「私たちは新しい研究分野を創り上げました。現在、世界中で何百人もの研究者がクオラムセンシングに取り組んでいます」と彼は言います。「そして、これはすべて、この研究に取り組んでいた研究室が 2 つだけだった 80 年代半ば以来のことです。この分野の成長には驚かされます。正直なところ、私が 84 歳になる次の 10 年間でワクワクするのは、この分野で研究している優秀な若い科学者たちが何を発見するかを見ることです。この分野は今やクオラムを達成したと言えるでしょう。これから次々と発見が出てくるでしょう。」