フレデリック・サンガー

フレデリック・サンガー

フレデリック・サンガー（Frederick Sanger, 1918年8月13日 - 2013年11月19日）は、20世紀後半の生命科学に決定的な影響を与えたイギリスの生化学者です。タンパク質や核酸といった生体高分子の基本的な構造を解明するための革新的な手法を開発し、分子生物学の黎明期とその後の発展に絶大な貢献をしました。彼は科学史上極めて稀な、ノーベル化学賞を二度受賞するという偉業を成し遂げた人物として、その名を留めています。

生涯と学歴

イングランドのグロスターシャー州レンコムで生まれたサンガーは、ケンブリッジ大学セント・ジョンズ・カレッジで自然科学を学びました。卒業後もケンブリッジ大学で研究を続け、最終的には同大学キングス・カレッジの教授となりました。アカデミアでの研究活動を通じて、彼は生命の設計図とも言える分子構造の解明に生涯を捧げました。

主な研究業績

タンパク質のアミノ酸配列決定法（第一のノーベル賞）

サンガーの初期の主要な研究テーマは、タンパク質の化学構造の解明でした。当時、タンパク質が多数のアミノ酸がペプチド結合で連なったポリペプチド鎖であることは分かっていましたが、特定のタンパク質が持つアミノ酸の正確な並び順、すなわち一次構造を完全に明らかにした例はありませんでした。サンガーは、タンパク質鎖の末端にあるアミノ基に特異的に結合し、色をつけることができるジニトロフェニル基を用いる方法を考案しました。この化学標識を利用することで、タンパク質を加水分解した後も末端アミノ酸を識別・分離し、その配列を順序立てて分析することが可能になったのです。

この画期的な手法を適用して、サンガーはインスリン分子のアミノ酸配列を世界で初めて完全に決定することに成功しました。インスリンは二本のポリペプチド鎖からなる比較的単純なタンパク質でしたが、この成果は、タンパク質の一次構造が厳密に定まっており、それがその機能に直接結びついていることを明確に示しました。この偉大な功績は、その後のタンパク質研究、ひいては分子生物学全体の発展に極めて重要な基礎を提供し、1958年に彼に単独でノーベル化学賞をもたらしました。

DNAの塩基配列決定法（第二のノーベル賞）

タンパク質研究で確立した構造決定の哲学を、サンガーは遺伝情報の本体であるDNAへと応用しました。DNAに書き込まれた遺伝暗号は、その構成要素である四種類のヌクレオチド（アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)を含む塩基と糖、リン酸からなる単位）の並び順、すなわち塩基配列によって担われています。このDNAの塩基配列を効率的かつ正確に読み取る技術の開発は、生物学の最大の課題の一つでした。

サンガーは、DNAポリメラーゼ酵素を用いたDNA鎖合成のメカニズムを巧妙に利用した新しい配列決定法を開発しました。この手法は、特定の人工ヌクレオチド類似体であるジデオキシヌクレオチド（ddNTP）を反応系に加えることから、「ジデオキシ法」あるいは単に「サンガー法」と呼ばれています。ddNTPはDNA鎖に取り込まれると、その後のヌクレオチド付加を停止させる性質を持っています。サンガーは、微量の異なるddNTPを含む四つの反応系を用意し、それぞれ異なる位置で鎖伸長が止まる様々な長さのDNA断片を生成させました。これらの断片をサイズによって分離（電気泳動など）し、末端のddNTPの種類を特定することで、元のDNA分子の塩基配列を読み出すことが可能になったのです。

このジデオキシ法は、それ以前のDNA配列決定法に比べて格段に高速かつ正確であり、発表されるやいなや世界中の研究室に普及しました。その後の遺伝子工学やゲノム科学の爆発的な発展は、このサンガー法なくしては考えられません。この極めて重要な技術開発の功績により、サンガーは1980年に二度目のノーベル化学賞を受賞しました。彼は、化学賞を二度受賞した史上初の人物となりました（後にバリー・シャープレスがこれに続きます）。

RNAの塩基配列決定法

サンガーの研究はDNAに留まらず、もう一つの重要な核酸であるRNAの構造解明にも及びました。彼はRNAの配列を決定するための技術も開発しており、これもまたノーベル賞に値する質の高い業績であると広く認識されていました。このRNA配列決定の功績を含めると、サンガーは史上初めて個人としてノーベル賞を三度受賞する可能性が最も高い人物であると評価されることもありました。

受賞歴

フレデリック・サンガーは、その卓越した科学的貢献に対して、ノーベル賞以外にも数多くの権威ある賞を受賞しています。

• - 1951年 コーディー・モーガン賞
• - 1958年 ノーベル化学賞
• - 1969年 ロイヤル・メダル
• - 1971年 ガードナー国際賞
• - 1975年 クルーニアン・メダル
• - 1977年 コプリ・メダル
• - 1979年 ガードナー国際賞（2回目）
• - 1979年 ルイザ・グロス・ホロウィッツ賞
• - 1979年 アルバート・ラスカー基礎医学研究賞
• - 1980年 ノーベル化学賞（2回目）

晩年

研究者として多大な功績を残した後、サンガーはケンブリッジで穏やかな晩年を過ごしました。彼は2013年11月19日、95歳でその生涯を閉じました。サンガーが開発したタンパク質および核酸の配列決定技術は、現在に至るまで生命科学研究において基本的なツールとして広く使われており、彼の遺した業績は分子生物学の永続的な基盤であり続けています。

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