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糖鎖生物学入門―４　アルマ望遠鏡がとらえた、宇宙に存在する糖

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前回は単糖の構造を簡単に紹介しました。炭水化物は一般にCm(H2O)nと表記され、炭素に水がついたような分子という意味で、carbo hydrate （炭・水化物）というのでした。ではm=2でn=2の化合物、C2(H2O)2というのはどんな分子でしょうか。
グリコールアルデヒドという名がついているこの分子は、PubChemでは下図のような構造であると表示されています。 立体構造はこんな感じです。

図の左の構造式をみると、右端にアルデヒド基-CH=Oがあります（註２）。HOCH2-CH=Oいう構造のこの分子は、diose　とよばれ　(di-は2という意味の接頭語、-oseは糖を示す接尾語ですので、2-carbon sugarとも言われます。二炭糖といいます。註１参照）、体内で重要な代謝産物として働いており、たとえばアセチルCoAに容易に変化することも知られています。
このdioseは実は宇宙に存在しています。その存在を明らかにしたのは、先日ブラックホールの形をとらえた電波望遠鏡システムALMAです。
The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) は、南米チリのAtacama砂漠に展開している電波望遠鏡群＝アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計です。上にリンクを張った日本語での紹介ページのトップの「ALMA望遠鏡にまつわる10のこと」の第4番目に「地球外生命の可能性に迫る」という項目があり、そこにグリコールアルデヒドの分子の絵がのっています。説明文にはアミノ酸のことばかり書かれていますが、グリコールアルデヒドは様々な炭水化物のもとにもなる分子です。
発見された場所はIRAS 16293-2422という地球から400光年はなれた連星系のガスの中で、太陽系タイプの星が誕生している現場と考えられているところです。その暖かいガス（200-300K程度の温度だそうです）の中に初めてグリコールアルデヒドが存在することがALMA電波望遠鏡で検出されたのです(論文はここからダウンロードできました）。以下の動画も参考にしてください。

グリコールアルデヒドは上に述べたように最も簡単な糖　diose　（二炭糖）であり、ホルムアルデヒドからはじまるホルモース反応（formose reaction)で、触媒の存在下で様々な単糖やリボースなども合成できる素材となる分子でもあります。ホルムアルデヒド（化学式はHCHOでありこれはC(H2O)とかけます）は宇宙空間に存在することがすでに分かっており、グリコールアルデヒドとホルムアルデヒドがホルモース反応をすると三炭糖（グリセルアルデヒドなど）ができあがり、それをもとに様々な糖が合成できるのです。つまり宇宙に、それも太陽系の形成現場にグリコールアルデヒドが検出できたということは、生物によらない触媒で、こうした糖が形成される可能性を補強する発見であり、生命の礎になる炭水化物分子の発見は、宇宙における生命の起源の研究に大きく貢献するというわけです。

最初の有機化合物の一つとして、簡単に糖ができる、というのはとても興味深い可能性です。生命は糖からできたのかもしれない、つまり、RNAワールド云々をするまえに宇宙に豊富な糖の存在が前提としてあって、糖を中心とするタイプの生命がまず最初にできた（RNAの中にも糖がはいっています）可能性すらでてくるわけです。今まで生命の起源の説明に糖を取り込む試みは少なかったのですが、糖鎖生物学者の多くは、RNAワールドより前の糖の形成にこそ、生命の起源を解くカギがあると確信していると思います。

ALMA望遠鏡の日本語サイトには動画ギャラリーもあり、研究者向けサイトととともに大変わかりやすく望遠鏡の全貌を紹介してくれています。本屋に山積みされていた本『スーパー望遠鏡「アルマ」の創造者たち』もおすすめです。ALMA望遠鏡の建設に日本の科学者たちが決定的な貢献をしているのがよくわかります。

註１：炭素が2つ入ってる糖が二炭糖、3つが三炭糖、4つが四炭糖、5つなら五炭糖、6つなら六炭糖です。英語では、di-が2の接頭辞、tri-が3、tetra-が4、penta-が5、hexa-が6の接頭辞ですから、それぞれdiose, triose, tetrose, pentose, hexoseというう名前となります。pentoseはペントースリン酸サイクルというのを生化学で習った人もいるかもしれません。ヘキソースもよく聞く言葉ではないでしょうか。

註２：単糖でアルデヒド基を含むものをaldose（アルドース）、ケト基をふくむものをketose（ケトース）と呼ぶことも覚えておくと良いと思います。glycolaldehydeはaldoseになります。註１とあわせると、aldotetroseとか、ketopentoseというのがどんな物質かがわかると思います。このようにketoseやpentoseに、炭素数を組み合わせた表現もよくみうけます。

はやぶさ２　着陸成功おめでとうございます！

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今日は小惑星探査機はやぶさ２の着陸の日でした。朝からYouTubeのライブ中継に釘づけの方も多かったのではないでしょうか。朝6時45分からのLive 中継が9時15分くらいに終わったあとも、記者会見などの中継がYouTubeのTHE PAGEチャンネルであってそれに釘づけでした。

機体からの電波のドップラー効果の数値を、正常な着陸シークエンスで予測されるドップラー効果の変動の数値と比較して着陸の成功を検証するという手法で、着陸の成功を推定するんですね。Live中継では、小学生にでもわかるように解説しようと皆さんが努力しながら話しておられるのが頼もしかったです。おかげで、この中継をみている小学生なら たぶんほとんどの内容が理解できたのではないでしょうか。

このごろの学生さんをみていると、ものすごく優秀で、私の若い時とはくらべものにならないくらい若者（40代から小学生まで）の能力が上がっているのを実感します。私の院生のころアインシュタインの生誕100年の一般向け講演会にいきましたが、前に座っていた小学生の男の子が、その子の前の人の座席を脚でとんとんと、けったりしていたのですが、内山龍雄先生の講演が始まるとちゃんと理解しており、もうすぐエレベータ―の話だ、等価原理の説明が始まるよなどとつぶやいていました。今ではそんな小学生がごろごろしているようですね。

若者は着実に育っています。これからはこうした優れた才能が活きる社会をつくらなくてはなりません。

上の図は記者会見のストリーミングのスクリーンショットです。はやぶさ２がタッチダウンしたあと上昇に転じた直後の画像で、はやぶさ２の影が大きくうつっていて、その下の一番黒い部分ははやぶさ２がホバリングしていてすこし静止していたため一番黒くなっているそうです。またゼ機体の右下の黒いしみのような部分ははやぶさ２の噴射の跡、上のほうにある黒い点々は巻き上がった砂、岩石がうつっているのではないかとのことでした。

 

福岡にアインシュタインの脳があった！アインシュタインが訪れた九州大学と福岡（その4）

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この前、アインシュタインの脳についての番組をNHKスペシャルでやっていました(アインシュタイン 消えた“天才脳”を追え )。とても興味深い番組で番組について書こうとおもっていたのですが、本日９月２日午後１０時からBS1で、NHKスペシャルの番組の未収録場面を含めた特別編の放送（ＢＳ１スペシャル「アインシュタイン　消えた“天才脳”を追え　特別編」）があるようです。是非ご覧ください。
この番組の冒頭で、福岡市の近くの直方（のうがた）におられる先生がアインシュタインの脳をもっているといって見せておられるシーンがありました。先日私が生化学会の九州支部会で講演したときの懇親会で、NHKが取材に来てアインシュタインの脳をみせたという話をされていた杉元先生です。お兄さんがアインシュタインの脳を探る旅にでた方で、BBCでアインシュタインの脳を探るという番組がつくられたと記憶しています。九州には結構、アインシュタイン関係者がおられるのでびっくりしました。杉元先生のお兄さんの本は、「大追跡!!アインシュタインの天才脳 (講談社SOPHIA BOOKS)  2001/1　杉元 賢治 (著)」というもので、どこかで表紙をみた覚えがあります。いつも紹介しているInternetArchiveのWayBack　Machine(昔のホームページを収集しているサイト）にアインシュタインの脳についての杉元先生の日本語論文が集まっていますのでご覧ください。WayBack Machineは知財関係の調査などで企業などでも大活用されているサイトだそうです。
福岡もだんだん秋めいてきました。

謎のVoynich手稿：ボイニッチ手稿をダウンロードしてみよう (Internet Archiveの使い方１）

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今回は、Internet Archiveの使い方の練習です。

ボイニッチ手稿Voynich manuscriptというのをご存知ですか？図のような不思議な文字と絵が満載の古い本です。NHKのBSで幻解！超常ファイルというシリーズがありますが、最近その番組で紹介されていました。何が書いてあるのかいまだに解読されていないという謎の手稿です。解読しようと多くの暗号解読者が挑戦しましたが誰一人として解読に成功していません。何語で書かれているのかもわからないという絵だけがやたらきれいな謎の手稿です。でたらめが書かれているのではなさそうである、という統計解析の結果もでていますが、何の意味もないでっちあげの本で高値で販売するために作ったという説もあるようです。ときどき、解読の突破口というようなニュースもでます。

不思議な植物や入浴中（？）の女性、そして天体のような図が満載の本ですが、未知の言語で書かれている不思議な本です。昔、町の図書館で「ヴォイニッチ写本の謎」（青土社）という本を読みましたが、この本は暗号解読の解説がとてもわかりやすくおすすめです。

さて、本題ですが、Voynich manuscriptを無料でダウンロードしてみましょう。高解像度の各ページのjpegファイルをダウンロードすることもできますし、Yale大学図書館に所蔵されている原本をスキャンした本を一冊まるごとダウンロードすることも可能です。Internet Archiveからダウンロードします。サイトにアクセスして、右上のSIGN INの右のほうにある、SearchのところにVoynich manuscriptといれます。プルダウンでSearch metadataにチェックが入っているのを確認してください。エンターを押すと検索が始まり、Voynich manuscriptのテキストやオーディオファイルその他がリストされます。この中からtextのファイルを左のmedia typeの中からtextsにチェックして選ぶと23個のテキストファイルが表示されます（high resolution jpeg imagesもあります）。一番上のファイルをクリックすると、ダウンロードページが開きます。画像をクリックすると１ページずつ読めますし、ダウンロードするファイルの形式（pdfやepubその他いろいろ）を選んで自分のディバイスにダウンロードして保存することも可能です。以下の画像を参照しながらやってみてください。

答え合わせとして、リンク集に直リンクが載せてありますので、参考にしてください（5月16日追記）

Internet Archiveは私の電子資料の活用法の動画でも紹介しましたが、きわめて有用なサイトです。このような面白い例で使い方に慣れてください。

春真っ盛りです。「Ｍｒ．トルネード～気象学で世界を救った男～」

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本日づけで九州大学の野村研究室のホームページの更新を停止しました。このページが今後のホームページになります。
外を散歩しているとまだアザミが満開で美しいです。タンポポは種になってとんでいます。今年は桜もとても美しく、また自宅のリンゴの木に沢山花がさきました。八重桜をバックの写真をご覧ください。

NHKのBS１でブレイブという番組シリーズの再放送をしていました。
「Ｍｒ．トルネード～気象学で世界を救った男～」

という番組でした。面白かったです。以前、図書館から『Mr.トルネード 藤田哲也 世界の空を救った男』佐々木健一著という伝記を借りてきて読みました。藤田哲也は、アメリカにわたり気象学者として世界的業績（気象学のノーベル賞といわれるフランス国立航空宇宙アカデミー賞・金メダルも受賞）をあげました。シカゴ大学教授でノーベル賞をとった自発的対称性の破れで有名な南部陽一郎先生のお友達でもあります。竜巻の規模を表す藤田スケールの導入は有名ですが、最大の業績は飛行機の墜落原因となるダウンバーストの発見と検出方法の確立です。ドップラーレーダーをつかったダウンバーストの存在の証明、そしてドップラーレーダーによるダウンバーストに起因する墜落防止システムの確立によって、それまで頻発していた謎の墜落が皆無となり、世界の空の旅が格段に安全になったのは藤田先生の業績です。世界の空を救った男といわれるゆえんです。

北九州生まれで明治専門学校(現在の九州工業大学）卒業。そのまま同校の物理の助教授となり、長崎や広島の原爆の被害調査にも現地入りしていた人です。彼は気象の研究のため地元福岡県の背振山気象観測所で雷雲を観測、つよい下降気流が雷雲から発生することを発見して英文の論文を書きました。それが彼の気象学デビューです。ある日、背振山の気象庁観測所で気象観察していたとき、アメリカ軍に占領された隣のレーダーサイトのゴミ箱に、アメリカの気象学雑誌がゴミで出されており、読んでみると自分の発見した下降気流の存在をアメリカで巨大プロジェクトでみつけたという論文でした。自分の論文と同じ結果だったので、さっそくアメリカの気象学者に手紙をだしました。なんとそれがアメリカの気象学界の大御所で、返事がきたのです！自分のところに助手としてこないか？という手紙でした。博士号がないんですと返事すると、ではとったらおいでなさい。まっているから…。ということでした。東大で博士号を取得してシカゴ大学へと旅立ったのが始まりでした。

福岡の西のはずれにある背振山から福岡市と三郡山をみつめていた藤田先生のことが思い起こされます。西日本シティ銀行のふるさと歴史シリーズ「北九州に強くなろう」藤田哲也というホームページに面白いエピソードとともに藤田先生のことが紹介されているので是非ご覧ください。