クラゲはなぜ光るのでしょうか？ 科学者にとって、その単純な疑問は、医学を完全に変える強力な新しいツールにつながり、ノーベル賞を受賞しました！

2007年にカリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者は、乳がん細胞がリアルタイムで移動するのを観察しました。 2009年には、カリフォルニア大学デービス校とマウントサイナイ医科大学の科学者が、HIVが免疫細胞の間を広がっていく様子をビデオに収めました。 1960年、下村脩は、科学に革命を起こそうとしていたわけではありません–もしそうなら、クラゲの研究から始めることはなかったかもしれません。 下村は、素朴な疑問を抱いた若い研究者であった。 オワンクラゲを攪拌すると鮮やかな緑色に光るのはなぜか。

クラゲから発光するルシフェラーゼ酵素を単離する試みは、部分的にしかうまくいかなかったのですが、下村は、ルシフェラーゼ酵素が発光することを発見しました。 研究室でさまざまな調整を行ったが、クラゲから分離したサンプルからは低い発光しか得られなかったので、彼はその日の掃除をするためにサンプルをシンクに捨てた。

下村はすぐに、シンクそのものではなく、海水、特に海水に含まれるカルシウムが、結晶クラゲのサンプルと反応して青い閃光を放つことを突き止めたのです。 しかし、さらなる謎があった。

Shimomura was hypothesis that there’s additional compound in the jellyfish that absorbing the blue light and then emitting green light. この化合物は、下村が緑色蛍光タンパク質（GFP）と名付けたユニークなタンパク質であることがわかりました。

そのころには、生物の DNA から遺伝子を見つけることはかなり容易になっていましたが、その遺伝子が何に関与し、どこで発現しているかを突き止めることは、かなり困難なことでした。 GFPはタンパク質なので、GFPをコードするDNA配列を回虫のDNAに挿入すれば、研究している遺伝子と一緒に光るタンパク質を発現させることができるのです。 その光は、遺伝子がどこで発現しているかを示す目印になります。

チャルフィーの方法はうまくいきました。

All the colors of the brainbow

GFP が扉を開けたとはいえ、それには限界がありました。 研究によっては色褪せが早すぎたり、1色しかなかったりしたのです。 カリフォルニア大学サンディエゴ校の生化学者ロジャー・ツィエン氏は、GFP を用いて、より明るく、さまざまな色で光る新しいバリエーションを開発し、「モノマー・バナナ」「タンデム・ダイマー・トマト」といった気まぐれな名前を付けました。 ハーバード大学の研究者たちは、このマルチカラーアプローチを使ってマウスの脳の個々の神経細胞をマッピングし、「ブレインボウ」として知られる象徴的な画像を作成しました。 応用研究に注目が集まる現代において、科学革命は基礎研究、クラゲの攪拌、そして排水溝に投げ捨てられた実験から始まったことを忘れてはならないだろう。

カリフォルニア大学サンディエゴ校提供