2026年ノーベル化学賞、カガン氏と硤合氏に　片方の「手」の形をもつ分子が生じうる仕組みの研究で

スウェーデン王立科学アカデミーは10月7日、2026年のノーベル化学賞をフランスのパリ南大学のアンリ・B・カガン氏と、日本の東京理科大学の硤合憲三氏に授与すると発表した。アカデミーは授賞理由として不斉有機合成における非線形効果と自己触媒作用の発見を挙げ、両氏は古くからの謎、すなわち化学がいかにして分子の鏡像関係にある二つの形のうち一方だけを優先するようになりうるのかという問いに答えを見いだしたとしている。カガン氏は1930年ブローニュ＝ビヤンクール生まれで、当時のパリ南大学の名誉教授。硤合氏は1950年広島生まれで、東京理科大学の名誉教授。賞金1200万スウェーデン・クローナは両氏で等分される。Natureによると、受賞を知らせる電話がかかってきた時、硤合氏は自宅近くで買い物に出ていたという。

アミノ酸をはじめ多くの分子は、左手と右手のように互いに鏡像の関係にある二つの形で存在する。しかし生物はそのうち一方だけを利用しており、化学者はこの性質をホモキラリティーと呼ぶ。アカデミーによれば、この用語はギリシャ語の「同じ」と「手」に由来する。アカデミーによると、どちらの形も生成しうる反応を化学者が行うと、試験管の中では決まって両方の形が等量生じた。アカデミーの説明では、これは理論上だけでなく実用上も重要だった。医薬品のように生体に作用させることを目的とした分子では、二つの形のうち一方しか望ましい効果を示さないためだ。Natureは例として、DNA分子は右手型であるのに対し、生物に見られるアミノ酸は左手型であることを挙げている。

アカデミーによると、カガン氏は1986年、化学反応を制御する新たな手法によって最初の決定的な前進を遂げ、化学者がそれまで可能と考えていたよりも大きな一方の鏡像体の過剰を得ることに成功した。Natureはこれを、触媒のキラリティーのわずかな偏りが生成物において増幅されうることを示したものだと説明している。硤合氏はこの成果を発展させた。アカデミーによれば、1995年の重要な論文で同氏がホモキラルとなる可能性をもつ初めての反応を設計したことが報告され、2003年には同氏が二つの鏡像体のうち一方だけが生成する反応を発表した。アカデミーは、これはそれまで生命そのもの以外には成し遂げられなかったことだとしている。Natureによると、硤合氏の1995年の実験では反応の生成物がそれ自身の触媒として働き、当初わずか2%だった一方の形の過剰が87%にまで増大した。

Natureはこの研究を、より長い研究の流れの中に位置づけている。同誌は、ブリストル大学の理論物理学者チャールズ・フランク氏が1953年、自らのキラル触媒をつくり出せる反応は自己増強的となり、一方の鏡像体が優勢になると提唱したことを振り返っている。2001年のノーベル化学賞受賞者であるウィリアム・ノールズ氏、野依良治氏、バリー・シャープレス氏は、キラル触媒を用いて反応を分子の一方の形へと導いた。Natureによれば、カガン氏と硤合氏はさらに一歩進み、自らのキラル触媒を生み出す反応を設計することで、フランク氏の考えを実践に移した。ブリストル大学の有機化学者ジョナサン・クレイデン氏はNatureに対し、カガン氏が原理を示し、硤合反応が初めての実例をもたらしたと語った。ノーベル化学委員会のハイナー・リンケ委員長は、受賞者たちが「一世紀以上も前からある化学の謎」を解き明かしたと述べた。

Natureが取材した研究者らは、この研究に生命の起源とのつながりも見いだしている。カリフォルニア工科大学で前生物化学を研究するフルカン・エズテュルク氏はNatureに対し、アミノ酸や核酸などの生体分子がなぜ通常は単一のキラルな形で存在するのかを説明しようとする研究者の間で、この研究が幅広い関心を集めてきたと語った。同氏は、硤合反応は初期の地球にはそぐわない条件や試薬に依存しており、特に水中では進行しないと注意を促しつつも、その基本原理からはなお学ぶべきことが多いと考えている。オックスフォード大学の合成化学者スティーブン・フレッチャー氏はNatureに対し、今回の受賞によって、この反応の生物学的な意義を確立しようとする取り組みが再び活発になることもありうると語った。