本稿は、若手科学者との ブログシリーズ の一環として、 Annual Meeting of the New Champions 2015（中国・大連で9月9～11日に開催）に先立つものです。本稿では、ライス大学のエレズ・リーバーマン・アイデン氏が、発見とは解くべき問題を適切に選ぶことにある、と論じています。
あなたのこれまでの研究には、Googleのために500万冊の書籍を分析したこと、転倒しやすい人を支援する靴を開発したこと、進化と経済学を結びつける理論を構築したことが含まれます。こうした研究を支える指導的な哲学は一つあるのでしょうか。
研究室の中には特定の手法を実践し、その手法に適合する問題を探すところもあります。私の研究室は異なります。たとえ出発点で何も知らなくても、私たちは科学における最も魅力的で重要な問題に取り組むことを常に目指しています。問題に取り組むにつれ、私たちは何をすべきか――解決のために習得すべき手法は何か――を少しずつ見極めていきます。
最良の教師と同じように、良い問題は、自分が興味を持つとは思いもしなかった新しい考えや、それまで話すことのなかった新しい共同研究者へと導いてくれます。その過程では、その努力に対して発見――たいていは小さなものですが――という報いを与え、最善を尽くして続けるよう促してくれます。最近ある人が、知的には、自分が最もよく知る五人の人々の産物である、と言うのを聞きました。それにはいくらか真実があると思いますが、私はさらに、知的には、自分が最も多く取り組んできた五つの問題の産物である、とも言いたいのです。問題は賢く選んでください。
これまでのあなたの最大の業績の一つは、20代の頃に開発したHi-Cであり、ゲノムがどのように折りたたまれるかを逆解析する新しい手法です。その後、この研究はどのように発展してきたのでしょうか。
Hi-Cを開発するために、Nynke van Berkum、Louise Williams、Andi Gnirke、Job Dekker、Eric Landerと共に取り組んで以来、この手法は、極めて多様な生物を対象に、数百もの3次元地図の作成に用いられてきました。こうした進展をすべて目にできたことは、非常にわくわくすることです。新たなHi-Cの成果が発表されない日はありません。実際、米国国立衛生研究所は、ヒトゲノムを3次元で地図化するための10年間の「4Dヌクレオーム」イニシアチブを立ち上げました。私はその諮問委員会に加わることができて大変嬉しく思っており、新たな発見の可能性に非常に期待しています。
とはいえ、正直に言えば、私は長い間Hi-Cに少々失望していました。というのも、私の個人的な関心は、常に一つの非常に具体的な問題に向けられてきたからです。現代遺伝学の大きな謎の一つは、「不気味な遠隔作用」という問題です。ヒトゲノム上の一箇所にある遺伝子が、DNA鎖に沿って遠く離れたDNAの断片によってどのようにオンまたはオフにされうるのか、という問題です。
数十年にわたり、人々はゲノムが折りたたまれる際にループを形成し、それらのループが「不気味な」作用の原因であると考えてきました。私がHi-Cを当初提案した理由――いわばキラーアプリケーションですが――は、いずれHi-Cを用いてヒトゲノム上のすべてのループを地図化できるようになると考えたからです。残念ながら、元のHi-C法は多くの発見を可能にしたものの、ループを地図化するために必要な分解能にはほとんど届きませんでした。そのため、このループの地図化という課題は長い間私を悩ませ続けました。
幸いにも、私の研究室の二人の型破りな学生――Suhas RaoとMiriam Huntley――が、5年間をかけて私の研究室の取り組みを率い、Hi-Cの分解能の問題を克服するために尽力しました。分解能を飛躍的に向上させることで、ヒトゲノム上のループを地図化できることを示しました。さらに、ループが形成される規則を解明し、ループが遺伝子をオンとオフにする仕組みを示すこともできました。要するに、ループ形成は、独自の規則に従う新しい形の遺伝子制御であることを多くの点で示したのです。これらの成果は2014年12月に発表されたばかりです。そして今、初めて、Hi-Cは相当に優れていると、心から言えると感じています。
もし今この瞬間に科学の世界で一つのことを実現できるとしたら、それは何でしょうか。
人類は究極の頂点捕食者です――私たちの活動はますます速いペースで、周囲の生物種を絶滅へと追いやっています。さまざまな理由から、私たちは地球に責任を持つ市民となることを学ばなければなりません。しかし残念ながら、生活様式を変えるための資源と集団的な意志を結集することは、極めて困難であることが明らかになっています。その現実を変えることが不可欠です。
それでも――これを言うのは心苦しいのですが――応急措置として、すべての生物のゲノムのアーカイブを作成するために、ゲノム解読技術の利用を検討すべきだと考えます。そのようなアーカイブは保全活動を助けるとともに、絶滅した種の復活を可能にするかもしれません。その取り組みにかかる費用は、おそらく当初のヒトゲノム計画とほぼ同程度でしょう。実現は可能であり、私たちは実行すべきです。
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著者：エレズ・リーバーマン・アイデン氏は、米国ライス大学のコンピュータサイエンスおよび応用数学の助教授であり、世界経済フォーラムのヤング・サイエンティストです。同氏は、フォーラムの Annual Meeting of the New Championsに参加する予定です。同会議は中国・大連で9月9～11日に開催されます。
写真：2014年4月2日、中国・天津のゲノム機関の研究所で作業する研究者たち。REUTERS/Stringer
