PopSci の第 4 回 Brilliant 10

科学者になる人は、名声や栄光、あるいは自分の名前を冠したスニーカーのラインを期待して科学者になる人はあまりいません。しかし、私たちポピュラーサイエンスは、科学者こそが現代の真の有名人であると信じています。科学者の貢献は私たちの生活を豊かにし、想像力を広げます。私たちは4年連続で、北米各地の機関で最もダイナミックで将来有望な若手研究者を特定するために、厳密な調査を実施しました。

私たちは、大学の学部長、科学賞を授与する組織、権威ある雑誌の編集者から推薦を募りました。私たちは、それぞれの分野を新しい方向に押し進める研究で注目され始めたばかりの人たちを探していました。今年のブリリアント 10 受賞者は、ブラックホールの性質、人間の細胞が周囲の環境を感知できるようにするメカニズム、深海火山に生息する生物、そして毒蜘蛛の奇妙な交尾の儀式などについて研究しています。私たちは、彼らの優れた経歴に基づいて彼らを選出しました。彼らに会ったとき、私たちはがっかりしませんでした。あなたもがっかりすることはありません。

エイミー・バーガー

ウィスコンシン大学マディソン校

彼女はブラックホールを調査して、宇宙の初期の時代を解明しようとしています。

エイミー・バーガーは、肉眼で星が見えるかどうかにはおそらく興味がない。彼女が夢中になるのは、最も強力な機器以外では見えない遠くの物体だ。「私は、端で何が起こっているのかに本当に魅了されているんです」と彼女は言う。「遠ければ遠いほどいいんです」

1990 年代半ばまでに、研究者たちは宇宙の歴史のほとんどを解明したと考えた。初期の宇宙には、クエーサーと呼ばれる非常に明るい天体が点在しており、その中心核には太陽の数十億倍の質量を持つブラックホールがあると考えられている。これらの「超大質量」ブラックホールは周囲の塵やガスを飲み込み、それを加熱してあらゆる周波数の光を放射する。測定によると、ブラックホールの活動はビッグバンから 30 億年後の約 110 億年前にピークに達した。

しかし、これらの結論は主に可視光に基づいていました。バーガーは、多数の望遠鏡からのデータを組み合わせて複数の波長を監視した最初の科学者の一人です。
ハワイ大学で博士号を取得した後、彼女は遠赤外線カメラ「SCUBA」の使用を許可され、これまで知られていなかったクエーサーの集団を発見した。次に、34 歳のバーガーは、NASA の軌道上にあるチャンドラ X 線観測衛星を使用して空の小さな部分を調査するチームを率いた。X 線だけが、塵に覆われた特定のブラックホールを明らかにすることができる。

研究チームはこれらの天体を目に見える銀河と照合し、それぞれの距離の尺度である赤方偏移を丹念に抽出した。赤方偏移が低いほど、ブラックホールの活動が最近始まったことを意味する。私は突然、平均赤方偏移が驚くほど低いことに気づいた。「おや、何が起きているんだ？」と考えたとバーガー氏は回想する。彼女の結論は、活動的なブラックホールは比較的近くの銀河に多く存在し、それは、それらのブラックホールがこれまで考えられていたよりもずっと最近活動していたことを意味する、というものだった。そして、新たに発見されたブラックホールはクエーサーよりも弱いが、それらの総合的な輝きは、実は古いブラックホールよりも明るい。

この発見は新たな不確実性を引き起こした。なぜ近くにブラックホールがこんなにたくさんあるのか？その活動は星の形成とどう関係するのか？これらはバーガーが好む類の疑問だ。「宇宙の中の物事がどのように進化するのかを見たい」と彼女は言う。最終的に、それは私たちにつながるのだ。」

-JRミンケル

セバスチャン・スラン

スタンフォード大学

彼は自動運転できるほど賢い車を作っています。いつか私たち全員がそのように旅行できるようになるかもしれません。

セバスチャン・スランは、フォルクスワーゲンの自動運転SUVがコースを外れ、50フィートの断崖に向かっているとき、道路を見ていなかった。彼は後部座席で、7つのペンティアムプロセッサで構成される車の頭脳を追跡しているラップトップを見ていた。車が突然左に曲がるのを感じ、スランは見上げ、視界を遮るケーブルの束を押しのけ、自分の車がテルマとルイーズのようになるだろうと気づいた。

スタンフォード大学人工知能研究所所長のスラン氏（38 歳）は、世界初の完全自動運転車となることを希望する車両を実地試験している。レーザー、レーダー、カメラ、GPS、そして最も重要なスラン氏の画期的な道路探索および障害物認識ソフトウェアを搭載したこの車両は、10 月 8 日に南西部の砂漠で開催される第 2 回 DARPA グランド チャレンジ ロボット車両レースに出場する予定だ。しかし、スラン氏のモチベーションとなっているのは 200 万ドルの賞金ではない。揺るぎない楽観主義者である彼は、ロボット車両が米国の高速道路を走り、人間よりも運転が上手で、死亡事故が減る姿を思い描いている。

楽観主義は役に立つだろう。昨年のレースで最も成功した参加者は、175 マイルのコースのうち 7.4 マイルを完走しただけだった。コンピューティング能力が大幅に向上したにもかかわらず、ロボットは依然として知能を獲得できない。モデルベースのロボットは現実世界の複雑さをシミュレートできず、反応型ロボットは事前に計画を立てる能力がない。1998 年、混雑した博物館を案内するロボットをプログラミングしているときに、スランは禅のような啓示を受けた。「真の知能の重要な前提条件は、自分自身の無知を知ることだ」と彼は考えた。世界は本質的に予測不可能であるため、ロボットも人間と同様に常に間違いを犯す。

そこでスラン氏は、いわゆる確率的ロボット工学の先駆者となった。同氏は、データが正しい確率に基づいて、入力データに対する反応を調整するよう機械をプログラムする。昨年の DARPA レースでは、ロボットのセンサーが誤った情報を提供し、たとえばタンブルウィードを岩と勘違いしてその場で止まるなど、多くの脱線事故が発生した。スラン氏の車が前述の崖から落ちなかったのは、ソフトウェアが不良な GPS データ (エラーの確率が高いと判断) を無視し、より正確なレーザー読み取り値に反応したためだ (車が正しい選択をしていなかったら、スラン氏か同僚がハンドルの横にある 2 つの巨大な赤いボタンを押して AI を無効にしていただろう)。

7月初旬までに、スランの車は昨年のルートの88マイルを走破した。もっと走れたはずだったが、ペースカーの運転手（人間）が道路の凹凸を避けられず、タイヤがパンクしてしまった。

-レナ・マリー・パセラ

ダグ・ジェームス

カーネギーメロン大学

彼のプログラミング能力により、これまでシミュレーションされた中で最も高速かつ正確な衝突が実現しました。

プラスチックの芝生用椅子が滝のように流れ落ちる。馬や象がチェスの駒を突進する。魚の大群が橋を叩く。数ヶ月ではなく数時間で作成されたこれらのアニメーションは、ダグ・ジェームズのシュールな手工芸品です。「私が行うことはすべて、たくさんの安っぽい衝突がなければなりません」と彼は言います。33歳のジェームズは、衝突をかつてないほど説得力のある方法で高速にシミュレートするツールを作成しました。ジェームズは、プログラマーが現在1つか2つのオブジェクトを処理するのにかかる時間と同じ時間で、1,000個のオブジェクトを操作できるようにしたいと考えています。その流暢さは、リアルタイムの仮想手術など、以前は非実用的だった新しいアプリケーションの到来を告げるかもしれません。また、自然に見えて聞こえるアニメーションの戦闘など、映画やコンピューターゲームでよりリアルな特殊効果を可能にするはずです。

ジェームズが 2002 年に衝突の研究を始めたとき、柔軟な物体をシミュレートするアルゴリズムは非常に複雑でした。ソフトウェアは各物体の表面を多数の小さな三角形に分割しました。2 つの物体が接触すると、プログラムはすべての三角形の新しい位置を決定することで衝撃の影響を計算しました。しかし、ジェームズは衝突の物理的性質は比較的単純である可能性があることに気づきました。芝生の椅子を曲げると、その小さな部分だけが動きます。リアルなアニメーションを作成するために物体全体をモデル化する必要はない、と彼は考えました。「もっと簡単な方法があるはずだ」

彼はその勘を生かし、巧みな数学を使って衝突する柔軟な物体を記述し、接触する部分だけに詳細な計算が必要となるようにした。従来の方法では、リアルな3,600脚の芝生用チェアの洪水を作るのに2か月かかる。ジェームズはそれを10時間でやった。アニメ映画「トイ・ストーリー」や「Mr.インクレディブル」の製作会社ピクサーはジェームズに研究資金を提供した。

ジェームズはアニメーションとほぼ同じ速さで動きながら、多くの新しいプロジェクトに取り組んでいます。彼は、より激しい衝突や、動物などの複雑な物体の間で起こる衝突をシミュレートしたいと考えています。すべては、とにかく速くなければなりません。「これらの基本的なことをスピードアップすれば、可能性は無限大です」と彼は言います。

-JRミンケル

ネイサン・ウルフ

ジョンズ・ホプキンス大学

彼は、私たち人間が感染する前に、最新の病気を見つけるために熱帯アフリカをくまなく探しています。

新興ウイルスを研究する科学者のほとんどは、研究室で懸命に働いている。ネイサン・ウルフはカメルーンの田舎でハンターと仲良くなり、獲物の血液サンプルをろ紙につけるよう説得し、彼ら自身の血液サンプルも提供するよう説得した。ハンターがどのように病気に感染するかを知るために、彼は時には彼らに同行して何日もかけて小川を渡り、ジャングルで野生動物を追いかけるハンターたちを追う。「ついて行くのは難しい。彼らは素早く動くから」と彼は言う。

ウルフ氏は、大学院生としてウガンダに滞在し、チンパンジーが餌を求めてサルを追いかける様子を観察していたとき、ハンターがウイルスの起源を追う手助けをしてくれることに気付いた。チンパンジーは、怪我や摂取を通じて獲物の血にさらされており、これが、パンデミック HIV の起源であるチンパンジー SIV が 2 つのサルウイルスのハイブリッドである理由を説明できるかもしれない。チンパンジーは 2 つの異なる種のサルから感染したのだ。HIV やエボラなどのヒトウイルスは、ヒトと動物の接触から発生したため、ナイフを滑らせるたびに自らを危険にさらすアフリカのハンターが、意図せずして新たな流行を引き起こすのではないかとウルフ氏は考えた。

調査のため、ウルフと彼のチームはジープと徒歩でカメルーンの裏道を横断し、ハンターと獲物から血液を採取した。ハンターの血液サンプルから抽出したウイルスDNAを研究室で分析したところ、彼の仮説が裏付けられた。複数の非ヒトウイルスが存在し、その中にはHIVと同じファミリーに属する、これまで発見されていなかったウイルスがいくつか含まれていた。これらのうちの1つであるHTLV-3は、非ヒト霊長類に類似体が知られており、ウルフのチームは、もう1つのHTLV-4もおそらく類人猿に類似体があると考えている。すべてのウイルスが流行の可能性があるわけではない。しかし、突然変異率の高いウイルスは急速に広がり、まずハンターの家族に感染し、次に近隣の町やその先へと広がる可能性がある。「ネイサンの研究は、新興疾患が発生する可能性のある場所を予測する上で重要な意味合いを持っている」と、ウルフのジョンズホプキンス大学の同僚の1人であるドン・バークは言う。

ウルフ氏（35 歳）は、より多くの地元住民の体液を分析して、狩猟者の感染率と非狩猟者の感染率を比較し、霊長類の狩猟がもたらす感染リスクをより正確に評価することを計画している。また、カメルーンでエイズワクチンの検査を行うクリニックも開設している。しかし、彼の究極の目標は、最初から新しい病気を根絶することだ。「保健機関は、伝染病の対策に多額の資金を費やしています」と彼は言う。「そもそも、伝染病が発生しないように予防する方がよいでしょう。」

-エリザベス・スヴォボダ

アレクシス・テンプルトン

コロラド大学ボルダー校

彼女は、金属を食べる奇妙なバクテリアを研究するために、赤熱した海底火山を探検している。

アレクシス・テンプルトンは冷蔵庫のドアをバタンと閉め、摂氏50度の繭の中に身を閉じ込め、発泡スチロールのクーラーから試験管を取り出す。「よく見てください」と彼女は言う。試験管を光にかざすと、錆びた釘のような色の固体の粒がいくつか見えてくる。「このバクテリアの驚くべきところは、鉄を酸化するだけで生き残れることです」と彼女は言う。

テンプルトンの研究室にいる生物は、顕微鏡でしか見えないが、タフだ。かつては生命が住めないと考えられていた環境、例えば海底火山の灼熱の噴出口でも繁殖している。容赦なく機会を狙う彼らは、炭素ではなく鉄や玄武岩からエネルギーを抽出する。34 歳のテンプルトンが海でこれらのバクテリアが果たす役割を初めて垣間見たのは、ハワイ近郊の海底火山を調査していたときだった。火山の鉱物サンプルが作り出した異常な化学的特徴を見て、生物がその原因ではないかと疑った。その考えに刺激されて、彼女はバクテリアが周囲の地質や化学にどのような影響を与えているのかを調べ、その活動が重要な海底食物連鎖の維持に役立っているかどうかを評価することにした。「バクテリアが生きるために必要なものをどのように抽出するのか、そしてそのプロセスが海洋のダイナミクスにどのような影響を与えるのかを知りたいのです」と彼女は言う。

テンプルトンの探究は、しばしば海面下1マイル近くまで進み、他の研究者数名とともに幅5フィートの潜水艇に詰め込まれる。「小さなベンチに丸まって座るんです」と彼女は言う。「外は、オレンジ色の錆びに覆われた世界です」。海底の生物の多くは、鉄とマンガンを多く含む火山ガラスと呼ばれる化合物である固まった溶岩の上に生息している。ガラスのサンプルにX線を照射し、返ってきたエネルギープロファイルを読み取ることで、テンプルトンは、どのようなバクテリアが存在し、その代謝がガラスをどのように変化させているかを判断できる。彼女は金属やミネラルに依存するバクテリアの新種を40種以上発見しており、昨年は若手研究者のための第1回ロザリンド・フランクリン賞を受賞した。

テンプルトンは、生命が存在する可能性のある場所についての考えを広げたいと考えている。例えば、火星の赤い色は鉄分を多く含む岩石によるもので、金属に依存する生物が生息していた可能性がある。「長い間宇宙飛行士になりたかったのですが、家族や友人とそんなに長い間離れたくないです」と彼女は言う。現在の仕事は、地球に近づいた生命体を研究しながら地に足をつけておくことを可能にする。
地球外生命体。

-エリザベス・スヴォボダ

ホープ・ジャーレン

ジョンズ・ホプキンス大学

彼女は古代の木から地球温暖化の謎を解き明かす

ホープ・ジャーレンはジップロックの袋からタバコ色の木の崩れやすい塊を取り出す。「海岸の流木のようだね」と彼女は言う。しかし、彼女の繊細な握りはそうではないことを物語っている。それは実は、セコイアに似たメタセコイアの貴重な 4500 万年前の化石なのだ。この標本とジャーレンの研究室で冷え冷えしている他の標本は、大きな謎を解く手がかりとなる。北極から雪玉を投げただけで、かつては豊かな森がどのようにして栄えたのか？

36歳のジャーレンは、植物内の炭素、酸素、水素を精査することで、地球の気候史に関する未解明の秘密を探り出す達人としてすでに知られている。安定同位体分析として知られるこの技術における彼女のスキルは、地球規模の熱波が地球の氷床のほとんどを溶かした、5700万年前から3600万年前の潜在的に教訓的な時代である始新世に関する洞察をもたらしている。このことは彼女に称賛ももたらしている。12月、ジャーレンはアメリカ地球物理学連合の権威あるマセルウェイン賞を受賞する予定で、この賞と若手地球科学者のためのもう一つの名誉ある賞であるドナス賞の両方を獲得したわずか4人の研究者のうちの1人、そして唯一の女性となる。

ジャーレンはプエルトリコの熱帯雨林から北極から 700 マイル離れたアクセル ハイバーグ島まで調査を続けています。現在、アクセルは氷河に覆われた風景です。しかし、始新世には、この島はまさに楽園で、ワニのような獣がうろつき、メタセコイアや落葉針葉樹が生い茂っていました。驚くべきことに、ミイラ化した枝、松ぼっくり、花粉が残っています。2003 年にジャーレンがこれらの化石を分析した結果、始新世のアクセルの状況は空気中の湿気が多かったためであることが明らかになりました。

この発見は、地球温暖化における水蒸気の役割が激しく議論されている今日、特に重要な意味を持つ。「水蒸気は温室効果ガス全体の話の中では不確定要素です」とミシガン大学の地球化学者フィリップ・マイヤーズ氏は指摘する。地球のサーモスタットが上昇すると、より多くの水が蒸発する。あるモデルは、湿度の増加が温室効果ガスの加熱効果を打ち消すと予測しているが、他のモデルは、湿度の増加が温室効果ガスの温暖化効果を増幅させる可能性があると予測している。

ジャーレン氏は、地球温暖化の議論は他の人に任せたいと考えている。彼女は、アクセル氏のもう一つの謎にとらわれすぎている。このような森は、1年のうち3か月間、日光なしでどうやって生き延びたのか？「それは、水中で生活できた古代人類を発見するのと同じことだ」と彼女は言う。

-マイケル・ストロー

マリアム・ミルザハニ

プリンストン大学

彼女は難解な幾何学的物体を表現する新しい方法を見つけます。

マリアム・ミルザハニのお気に入りの映画のひとつは、大恐慌時代のアメリカをありのままに描いた『ドッグヴィル』だ。「壁もセットもありません。自分で多くの部分を埋めなければなりません」と彼女は言う。ミルザハニの映画に対する好みは、珍しい幾何学的形状の特徴を突き止めるという彼女の研究の無限の性質を反映している。「大きな森の中にいて、どこに向かっているのかわからないような気分になることがあります」と彼女は言う。「でも、どういうわけか丘の頂上にたどり着くと、すべてがよりはっきりと見えるようになります。そうなると、本当にワクワクします」

28 歳のミルザハニはイランで育った。高校時代に国際数学オリンピックで 2 度優勝した後、テヘランのシャリフ工科大学に進学した。1999 年、ハーバード大学で、彼女は多くの数学者を悩ませてきた問題に取り組んだ。曲線のモジュライ空間の体積を計算する問題である。曲線とは、それぞれの点が異なる双曲面を表す幾何学的オブジェクトである。双曲面には、ドーナツやアメーバのような奇妙な形をしているものがある。数学者は、こうした形状のあらゆる変形の体積を計算しようとしてきた。ミルザハニは、形状の表面に一連のループを描き、その長さを計算するという戦略を使って、新しい方法を見つけた。

ミルザハニの研究には現在、実用的な応用例はほとんどないが、宇宙が双曲幾何学によって支配されていることが判明すれば、彼女の研究は宇宙の正確な形状と体積を定義するのに役立つだろう。「マリアムは新しいつながりを見つけるのが得意です」とクレイ数学研究所所長のジェームズ・カールソンは言う。「彼女は、単純な例から、深く包括的な理論の完全な証明へと素早く移行することができます。」

-エリザベス・スヴォボダ

メイディアンヌ・アンドラーデ

** トロント大学スカーバラ校**

彼女は性淘汰の複雑な仕組みを理解するために、共食いをするクモを詳しく調べている。

オーストラリアに生息するオスのセアカゴケグモにとって、人生は最悪だ。セアカゴケグモは、交尾後に共食い（交尾直後にメスがオスを食べる習性）をする唯一の動物ではないが、オスが自らを餌として差し出す唯一の種かもしれない。このいわゆる「犠牲宙返り」は、オスが精子を運ぶ器官の 1 つをメスに挿入し、前方に「逆立ち」して自分の体がメスの顎の上にぶら下がるときに起こる。オスが精子を運んでいる間、メスはオスの 200 倍も大きいが、オスの尻をかじる。オスは運が良ければ、2 回目の交尾まで生き延びるだろう。そうでない場合は、気にも留めないだろう。

これらSM節足動物の科学的擁護者は、生物学者メイディアンヌ・アンドラーデ（35歳）だ。アンドラーデが初めてセアカゴケグモに出会ったのは、大学院の指導教官からパースに行って研究するように言われたときだった。セアカゴケグモは夜行性なので、彼女は研究場所まで午前2時に自転車で出かけたり、顔の数センチ先に毒蜘蛛がいるクモの巣の下に何時間も座ったりして過ごした。（彼女の両親は彼女の身の安全を心配するあまり、バーが閉まった後の早朝の路上をうろつく酔っ払いを彼女がどれほど避けなければならなかったかを両親に話す勇気がなかった。）ほとんどの生物学者が夢見るだけの科学的偉業で、アンドラーデはまだ大学院生だったが、権威ある科学誌サイエンスに研究が掲載されるほど珍しい発見をした。彼女の発見は、自殺は遺伝子を広める最善の方法ではないようだが、パートナーに食べられたセカオオカミのオスは、実際には共食いされていない同胞よりも交尾期間が長く、そのためより多くの子どもを産むということだ。

アンドラーデ氏のさらなる研究により、このクモの交尾の儀式は見た目以上に複雑であることが証明された。メスは、交尾を終える前に、乱暴なオスを先制して食べてしまうことがある。一方、オスは、求愛中に腹部を収縮させ、最初の交尾を生き延びて 2 度目の交尾を試みるのに十分な時間を確保する。アンドラーデ氏は現在、セアカゴケグモの DNA ライブラリの開発に取り組んでいる。現在、DNA を介してクモの子の父親を検査することは不可能であり、したがってアンドラーデ氏の最新の配偶者選択と遺伝子制御の理論を検査することは、分子ツールが存在しないために不可能である。

被験者とは異なり、アンドレと彼女のパートナーである夫アンドリュー・メイソンは、非常にうまく協力している（彼らの研究室は隣接しており、メイソンは寄生バエとコモリグモの生物音響学を研究している）。セアカゴケグモを観察するのは、あまり知られていない職業選択のように思えるかもしれないが、配偶者の選択と精子の競争はほぼすべての動物種で起こるため、クモのライフサイクルはより広い意味を持つ。自殺、共食い、その他の倒錯した行動を分析することで、「極限での行動の限界をテストできる」とアンドレは言う。

-マーサ・ハービソン

ケビン・エガン

ハーバード大学

優れたマウスクローン技術を武器に、彼は現在、人間の病気に取り組んでいる。

ケビン・エガン氏がマウスのクローン作成からヒト胚性幹細胞の研究に移ったとき、彼の労働条件は急激に悪化した。非公開の電話番号、不確実な資金、そして暴徒による危害を受ける可能性は今や日常茶飯事であり、彼の研究室は目印のないドアの後ろに隠れている。しかし、31 歳のエガン氏は、自分が選んだ分野を取り巻く政治的な混乱にもひるんでいない。実際、その恐ろしく高い利害が彼を惹きつけたのだ。クローン作成の難題を解決する彼の才覚が、パーキンソン病、アルツハイマー病、糖尿病などの病気の治療に役立つかもしれないという考えは、無視できないほど魅力的だった。「それは、知的追求だったこのことが、本当に人々を助ける可能性があるという明白な感覚に発展したのです」と彼は言う。

エガン氏は1998年、最初のクローン哺乳類であるドリーが誕生した数カ月後にMITの大学院に入学した。同氏はすぐに、クローン技術が完全に理解される前に、繊細なクローン技術を習得しようとした。「ケビンは些細なことに時間を無駄にしません」と語るのは、ドリーの生みの親の1人で、シンガポールのESセルインターナショナルのCEOを務めるアラン・コールマン氏だ。成体の細胞から取り出したDNAを、遺伝物質を取り除いた卵子に挿入し、それを生物へと誘導するには、髪の毛ほどの太さの時計を操作する時計職人のような狂気じみた集中力が必要だ。「私は1年間、顕微鏡を持って窓のない部屋に閉じこもり、毎日それに取り組みました」とエガン氏。

昨年、エガン氏は、体内で最も特殊化した細胞の一種である嗅覚ニューロンを使って、クローン作成という究極の行為を成し遂げた。蛍光タンパク質でニューロンに印を付けた後、彼は生きたマウスを作成した。マウスのすべての細胞は、最も特殊化した細胞でさえも、新しいクローン動物の基盤として再プログラムできるという証拠である。

エガン氏は現在、パーキンソン病患者から提供された細胞からヒトの胚を作る計画を立てている。その胚から採取した幹細胞は、この病気の細胞メカニズムを解明するのに役立つだろう。一部の宗教団体は、幹細胞の抽出は5日目の胚を殺すことであり、生命を奪うことに等しいとしてこの研究に反対している。しかしエガン氏は、人々がその利点をよりよく理解するにつれて、彼の研究に対する政治的反対は弱まると確信している。生命がいつ始まるかについて道徳的な合意はないが、「病人を助けることについては、世界中で道徳的、宗教的、哲学的な合意がある」と彼は観察する。

-ローリー・ゴールドマン

ジョン・クロッカー

ペンシルベニア大学

彼は顕微鏡で細胞を突っついて、細胞が動く仕組みを解明しようとします。

ジョン・クロッカーは、そのキャリアの大半を、彼が好んで言うところの「ねばねばした鼻水のような物質」、業界ではソフト凝縮物質と呼ばれる物質の研究に費やしてきました。気持ち悪い話に聞こえるかもしれませんが、クロッカーがただの鼻水のような物質を研究しているわけではないと気付くと、そうは思えなくなります。彼は最も重要な鼻水のような物質、つまり生きた細胞を研究しているのです。

クロッカー氏は特に、これらの柔らかい塊が周囲の環境を感知し反応する能力を理解しようとしている。「私たちは細胞を化学物質の袋と考えがちです」と同氏は言う。「しかし細胞は私たちが考えているよりもはるかに複雑な感覚器官を持っています。」2000年にクロッカー氏は、彼と他の人々がこの謎を調査するのに役立つ測定技術を考案した。ハーバード大学の物理学者デイビッド・ワイツ氏は、この進歩は「この分野全体に革命をもたらした」と語る。

科学者たちは、細胞が外的力に対していかに反応するかを最近になってようやく理解し始めた。子宮の筋肉細胞は、成長する胎児によって引っ張られると陣痛を誘発する。体重が増えると、骨格内の重力に敏感な骨芽細胞が骨を突き出す。しかし、細胞はどのようにして物理的感覚を化学信号に変換するのだろうか？専門家は、その秘密は細胞の内部を支える複雑なタンパク質の足場、つまり細胞骨格にあると考えている。

ここでクロッカーのプロトコルが役に立つ。彼は生きた細胞を高速ビデオカメラに取り付けた顕微鏡の下に置き、細胞内を飛び回る数百ミクロンサイズの脂肪粒子を追跡する。これは繊細な作業で、足音が重ければ測定値が狂う可能性がある。しかし、細胞内の粒子を追跡することは、ストレス下で細胞骨格がどのように変形するかを観察する最も正確な非侵襲的方法と考えられている。

37 歳のクロッカー氏は、自身の研究によって、細胞骨格の特定の支柱が外力に反応して飛び出すことでシグナル伝達機構として機能するという「非常に大きなヒント」が得られつつあると話す。同氏の発見は、組織工学やガン検出など、さまざまな分野に影響を与える可能性がある。また、キャリアのスタート地点が未知の素粒子だったクロッカー氏は、現実世界と関連のある問題に取り組むのは新鮮だと語る。「バンパーステッカーで説明できるような問題とは限りません。でも、空想にふけりたくはありません」

-マイケル・ストロー