ノーベル賞に値する発見はどれも、長年の努力と多くの人々の協力を必要とする、長く困難な共同作業の成果です。
しかし、アイザック・ニュートンの言葉を借りれば、研究者は巨人の肩の上に一人で立っているわけではありません。彼らは、より良く見たり、より正確に結果を追跡したり、完璧にデータを処理したりするために、素晴らしい機械も活用しています。2018年のノーベル賞受賞者たちが金メダル獲得を成し遂げたのには、次のようなツールが役立っています。
物理学賞
今年のノーベル賞は、 PopSciのチャーリー・ウッド記者の言葉を借りれば、「基礎物理学よりもテクノロジーが重視された稀有な賞」だった。受賞者3人（55年ぶりに物理学賞を受賞した女性を含む）は、光を操る達人だ。
アーサー・アシュキンは、光線の中で物体を停止させ、保持する方法を発見した（ウッド氏によると、これは架空の『スタートレック』のトラクタービームに似ているという）。アシュキンの実在する「光ピンセット」は、基本的にその進路上にある微粒子や微小なバクテリアを捕らえる。レーザーが動くと、内部の物質も一緒に動く。NASAはこの技術を用いて、宇宙塵や宇宙の氷結晶を捕らえ、分析することを目指している。
一方、ジェラール・ムルとドナ・ストリックランドは、レーザーを増幅する方法を発見しました。レーザーを光ファイバーケーブルで引き伸ばし、その後再び圧縮することで、短い集中パルスを生成できました。彼らは1985年にこの成果を発表し、「チャープパルス増幅」はそれ以来、金属の切断から視力矯正まで、様々な技術に利用されてきました。
注目すべきは、わずか半世紀前には、これら全てが不可能だったということです。科学者たちは1800年代後半から陰極線やX線、その他の集光光を用いた実験を行っていましたが、レーザー（または「誘導放出による光増幅」）は1960年にセオドア・メイマンによって発明されました。
医学賞
ハーモニカを演奏するテキサス州出身のジェームズ・P・アリソン氏は、ヒトの免疫システムをがん治療に活用した功績により、今年表彰された2人の科学者のうちの1人です。1990年代、アリソン氏は免疫チェックポイント療法の基礎を築きました。この療法は、免疫システムががん細胞を認識し、体がより効果的に抗がん作用を発揮できるようにするものです。
アリソンの初期の実験台は、今日のバイオテクノロジー研究者の基準からすれば未発達なものでした。画期的な免疫「遮断」を説明した1996年の論文では、主にマウス、分析対象の生物学的材料、そしておそらく注射針が1本か2本ほどしか名前が挙がっていません。しかし、マウントサイナイの腫瘍学者ミリアム・メラド氏によると、今日では同様の問題に取り組む科学者たちは、数十ものツールを自由に使えるそうです。
例えば、メラド氏は一連の「シングルセルテクノロジー」を活用しています。これにより、彼女のチームは、多数の細胞からなるより密度が高く複雑な組織ではなく、一度に一つの細胞を分析することが可能になります。この過程で、研究者たちは極めて微細な細胞の挙動や細胞間のばらつきに関する新たな情報を発見してきました。多数の画像を重ね合わせて高解像度の可視化画像を作成するマルチプレックスイメージングは、革新的な技術の一つです。将来的には、細胞から本格的な腫瘍に至るまで、あらゆるものの3Dレンダリングがすべての腫瘍専門医に利用可能になるかもしれません。
メラド氏は将来、患者を傷つけることなく、患者の免疫システムの反応をリアルタイムで追跡できる埋め込み型デバイスが登場することを期待していると述べています。一方、システム生物学研究所のゲノミクス専門家であるイリヤ・シュムレビッチ氏は、データ収集だけでなく、その管理方法の進歩にも期待を寄せています。「実際、今日のバイオインフォマティクスツールは、患者から収集できる膨大な量のデータを統合するために必要です」と、彼はメールで述べています。「腫瘍微小環境の計算モデルを開発し、最適な薬剤や薬剤の組み合わせを特定するために活用する必要があると考えています。」
化学賞
今年のノーベル化学賞は、健康増進や病気予防につながるタンパク質や、日常的な製造技術による環境への影響を軽減できるタンパク質を開発した３人の科学者によって受賞された。
受賞者の中で特に注目すべきは、1985年にファージディスプレイと呼ばれる新規タンパク質開発技術を発明したグレッグ・スミス氏です。現在では多くの研究室で一般的に行われているファージディスプレイは、極めて微小な物質を扱うための多段階のプロセスです。しかし、必要なのは、水、専用の皿、そしてシャーレという、現代化学の最も基本的な道具、いや、調理器具だけです。
ファージディスプレイの最初のステップは、有望なタンパク質または遺伝物質をマイクロタイタープレートに挿入することです。化学分析を行うための、多くのウェルが設けられたこのプレートは、1951年にハンガリーの医師によって考案されました。しかし、これが普及し、型を使って大量生産できるようになったのは、1980年代になってからでした。
そこから科学者たちはバクテリオファージ（細菌に侵入するウイルス）を加え、DNAやその他の物質に発現を促します。この調合物は皿（そう、皿です）に注がれ、物質が結合するのを待ちます。実験室のシンクで皿を洗うと、目的の物質だけが皿の上に残るはずです。残った物質は必要に応じて操作したり拡大したりできますが、すべての物質の配列を決定し分析する必要があります。もちろん、皿洗いから命を救う新薬を生み出すには、技術、創造性、そして幸運も必要です。しかし、ノーベル賞委員会の言葉を借りれば、これら3つのツールが「進化に基づく革命」の基盤となったのです。
