２０２１年ノーベル賞の自然科学３賞が出そろった。米プリンストン大学の真鍋淑郎上席研究員が気候研究分野で初の物理学賞受賞者の１人に選ばれた。２年ぶりとなる日本人のノーベル賞受賞で、環境問題への世界的な関心を高めた地球温暖化予測の基礎を築いた点で功績は大きい。他の２賞は温度と痛みを感じる仕組みの解明、容易に合成できる不斉有機触媒の開発が受賞。いずれも基礎研究が高く評価された。（山谷逸平、飯田真美子、小寺貴之）

生理学医学賞　温度・触覚の受容体／刺激感知の仕組み解明

生理学医学賞は米カリフォルニア大学サンフランシスコ校のデービッド・ジュリアス教授と米スクリプス研究所のアーデム・パタプティアン教授が受賞する。２氏は温度と触覚の受容体を発見し、皮膚などが熱や冷たさ、圧力のような機械的刺激を感じる神経の仕組みを解明した。慢性疼痛（とうつう）など、さまざまな病気の治療法の開発に活用されている。

温度や触覚を感知する能力はヒトが生存するために不可欠だ。だが、これまでにトウガラシの辛み成分「カプサイシン」が神経細胞を活性化させて痛みを引き起こすことは知られていたが、具体的な仕組みは分かっていなかった。

ジュリアス氏はトウガラシに触れた時に感じる痛みや熱さがどのように引き起こされるかを分析。カプサイシンの刺激を感知する受容体「ＴＲＰＶ１」を特定し、機械的な刺激が神経系で電気的刺激にどのように変換されるかを明らかにした。

また、２氏は化学物質「メントール」を使って、受容体「ＴＲＰＭ８」が冷たさによって活性化されることも見いだした。

パタプティアン氏は機械的な刺激を感知する受容体「ＰＩＥＺＯ」がヒトの触覚に不可欠なセンサーとしての役割を果たすことも明らかにした。

物理学賞　気候変動モデル／地球温暖化予測に貢献

物理学賞は気候変動モデルの開発や地球温暖化の予測に貢献した米プリンストン大の真鍋上席研究員と独マックス・プランク気象研究所のクラウス・ハッセルマン教授、イタリアのローマ・ラ・サピエンツァ大学のジョルジオ・パリージ教授が選ばれた。地球の気候変動や、それに人間が与える影響を解明する基礎を作り、気象のような複雑な現象の理論をまとめた。

真鍋氏は気候変動の成り立ちをシミュレーションで解明し、物理モデルを開発した。さらに二酸化炭素（ＣＯ２）の増加に伴う地球温暖化の予測研究にも注力。大気と海洋の循環から北半球と南半球では温暖化の進行が異なると予測した。会見で真鍋氏は「１０００万年後の地球の気候や人間の存在がどうなるかが興味深い」と語った。

ハッセルマン氏は天候と気候に関する物理モデルを作った。また、自然現象や人間の活動が気候変動に与える影響を解明する手法を開発。人間がＣＯ２を放出することで大気の温度上昇につながることが明らかになった。

パリージ氏は無秩序で複雑な物理システムの変動パターンを発見し、気候変動など複雑で成り立たなかった理論を構築できるようになった。現在、数学や生物学などの他分野にも応用されている。

物理学賞が地球科学分野に贈られるのは初めて。世界的に環境問題への意識が高まる中、その研究基盤を作った３人に授与される意義は大きい。

化学賞　不斉有機触媒／医薬品合成で不可欠

化学賞は不斉有機触媒を開発した独マックス・プランク石炭研究所のベンジャミン・リスト所長（北海道大学特任教授）と米プリンストン大学のデビッド・マクミラン教授が選ばれた。有機合成分野では、右手と左手のような鏡像関係にある不斉分子を作り分ける不斉合成が研究の本流と言われ、何度もノーベル賞に選ばれてきた。

不斉合成研究は生き物の酵素に洞察を得て始まった。酵素は巨大な分子構造を駆使して高精度に不斉分子を作り分ける。有機化学者も触媒の立体構造を設計し、不斉分子を作り分けてきた。だが、リスト氏は酵素を構成するアミノ酸「プロリン」一つだけで不斉合成を成し遂げ、複雑な立体構造を設計してきた研究者たちを驚かせた。リスト氏の弟子である辻信弥北大特任助教は「リスト先生は有機触媒という分野に多大な貢献をしてきた。これが評価され非常にうれしい」と話す。

一方、マクミラン氏は「有機触媒」という概念を打ち立てた。プロリン触媒のように、アミノ酸から合成できる小さな有機化合物で不斉合成を次々に実現した。開発した「マクミラン触媒」は触媒として安定性や信頼性が高く、さまざまな医薬品や化成品の合成に使われている。

始まりはプロリン一つ。このシンプルな発見が有機触媒という巨大な研究分野を形成した。その結果、抗うつ薬や抗ウイルス薬の製造に欠かせない有機触媒が生まれている。