化学家专访

用化学武装生命-窥探沃森・克里克以外的世界!-杉本直己教授

这一次的专访是由浜地格教授向我们推荐的,甲南大学先端生命工学研究所(FIBER)所长,甲南大学人类前沿科学学部(FIRST)教授的杉本直己教授(主页)。山本教授在核酸以及相关联的蛋白质的有关物理化学和生命化学方面的分子Molecular Crowding上称得上是第一人,那么我们就来听听他怎么说。

 

您成为一个化学工作者的理由是?

我那个年代可能是最后大家都还把汤川秀树老师和朝永振一郎老师作为偶像来崇拜的年代了。非常幸运地耳濡目染到了两位大牛的事迹。我比较喜欢冷静和理性的思考,相比应用型学科我更加倾向于纯粹的理论探索,因此我选择了理学部。我入学那时京都大学的理学部还不是学科制的,也就是说可以同时学习到物理化学生物的课程。实话实说我更加喜欢物理,大学一二年级的时候,听了曾经师从维尔纳・海森堡的山崎合夫老师的热力学与统计的课程,对分子的一些奇妙的化学现象(例如,跨过能垒发生反应的现象)非常感兴趣。那时候,我就想着是不是能将化学反应的发生归结到物理分子集体运动的定量研究上,于是这样,就开始踏上了我的物理化学研究之路了。

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湯川秀樹和朝永振一郎

如果没有从事化学工作您会做什么呢?理由是?

如果说当初想做什么的话,小说家吧。可能是喜欢幻想。要是我有文采的话,当时肯定会想试一试的。现在再说想成为什么的话,果然还是作家吧。小说以外,随笔或是评论文章也想写写看。毕竟涉猎到文学,科学,历史,政治,宗教,体育,音乐等等包罗万象也是挺不错的。

 

当前正在做哪方面的研究呢?进展如何呢?

核酸和相关的蛋白质的物理化学研究。和詹姆斯・杜威・沃森一起发现了DNA的双螺旋结构的弗朗西斯・克里克提出了和遗传因子的发现相关的被称为「中心法则」理论。遗传信息的传输途径是由DNA-RNA-蛋白质的方向进行的。由这一理论发现RNA的碱性配列和蛋白质的氨基酸配列的对应关系,这些RNA和蛋白质之间的遗传暗号,英文叫做genetic code。教科书里也同样记载,现在已经是众所周知了。可是,这一暗号仅仅决定了蛋白质的氨基酸序列,而并不能决定蛋白质的高级结构(二级结构、空间结构)。那么决定蛋白质的高级结构的东西究竟是什么呢?RNA有没有高级结构信息去决定了蛋白质的高级结构呢?就好像决定氨基酸序列的密码一样的信息单元(蛋白质折叠密码子)去控制蛋白质高级结构呢?这样新的设想成立后,就不断研究核酸和蛋白质的结构稳定性能量。

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另外一方面、生命化学中的分子群集研究 (Molecular Crowding)。化学实验中试管里反应的溶液状态和实际细胞里进行反应的溶液状态相差很大的。特别是在分子浓度上。试管里的生命分子(核酸蛋白质等)的浓度是1g/L左右、而细胞内则可达数百g/L的浓度,就是这样分子群集混杂的状态。分子群集就是研究这样的的分子混杂状态对生命分子的结构、稳定性、性能等等的影响。从结果上看、人们已经发现这样的分子群集状态使得DNA的双螺旋结构不稳定化。也就是说沃特森・克里克提出的双螺旋结构理论以外,(我)感觉在细胞(核)内是不是还有重要的结构。就是这样打破常识、从分子级别探究发现生命现象的本质。将来的话,我们的目标是通过对分子的物理化学行为的量化来预测细胞内的生命现象。

 

如果让您选择一位历史人物与他共进晚餐的话会是谁呢?理由是?

(隋)炀帝、弓削道鏡尼古拉・哥白尼织田信长。这些人虽都是一生恶名昭彰,但是他们都是在当时能敢于挑战常规意识的不寻常的人物。这些超乎常规(的举动行为)可以说真的是让人感到有压倒性的存在感。要是近代科学领域的人物的话,那就像约西亚威拉德吉布斯威廉・奥斯特瓦尔德马克斯・普朗克莱纳斯・鲍林弗朗西斯・克里克 这些科学家吧,这些人也是在当时打破常规意识,建立新的科学领域的开拓者。

 

您最后一次在研究室亲自做实验是什么时候?做的什么实验呢?

可能也不是最后一次,但是还能留下印象的实验是在美国的罗彻斯特大学做博士后的时候的实验,那还是20岁后半段30岁左右是我从物理化学转入核酸化学时的事情了。那个时候,正是RNA被发现具有催化功能,并被命名为核酶,发现者是科罗拉多大学的托马斯・切赫教授,并开始研究其机理的时期。记得那会儿还没有上手的生物实验占据了我每天的生活,不过大肠菌的培养、电泳等与之前研究完全不一样的实验真是非常新鲜有趣。能够定量的解析核酶的研究者那时还几乎没有,很幸运能比切赫教授他们还更早的发表这方面的研究成果,那是1988年的事情。第二年、切赫教授就获得了诺贝尔化学奖。

 

如果您被困在一个无人荒岛上,您只能带一本书或是一首歌的话?只能选择一样。

书的话那就那些详述历史事记的全集还挺不错的。要是能有那种读不完的大型史册就最好的。音乐的话,就是60年代到70年代的人气曲目,比如Group sounds 摇滚啦,演歌(日本经典老歌)、民谣等风靡一时的流行歌曲等等。在无人岛的沙滩、轻松的听着喜欢的音乐,重温过去感知未来,抛开生死还有忘掉孤独,就享受那一刻至高的自由也不错吧。

 

请推荐一下下次我们采访的对象。

先撇开性格,就推荐介绍些有个性思考的人吧。想推荐些比我小的年轻人。浜地格教授(京大)既然已经介绍过了,那就推荐 馬場嘉信(名大)、三原久和(東工大)、塩谷光彦(東大)、深瀬浩一(阪大)、二木史朗(京大)、和田健彦(东北大)等一些人吧。正因为与这些个性的化学家一起、才能在日本化学会中设立生命化学研究会、现在已经有数十年了。这真是在化工行业具有划时代意义的事情了。

 

杉本 直己教授简历

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杉本 直己

甲南大学先端生命工学研究所(FIBER)所长・甲南大学前沿科学学部(FIRST)教授。1985年京都大学大学院理学研究科博士后期课程。理学博士(京都大学)。1985年米国罗切斯特大学研究助手、1988年甲南大学理学部(理工学部)讲师、1991年同上 助教授、1994年同上 教授。

曾获堀场雅夫奖(第1回、2004年)、ICA(International Copper Association)Distinguish Scientist Award(美国、 2005年)、兵库县科学奖(2006年)、日本化学会学术奖(第25回、2008年)。

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