Warchel博士(米・南カリフォルニア大学)の3名でした。彼らの受賞テーマは「複雑な化学反応系のためのマルチスケールモデルの開発」です。彼らによって「古典力学」と「量子力学」を結びつけた計算化学(マルチスケールモデル)の手法が開発され、タンパク質のような大きな分子の構造が変わっていく様子をコンピューターシミュレーションで解明することが可能となりました。その貢献は、創薬から太陽光発電まで非常に多岐にわたります。いうこと???実は、タンパク質などの生体内の高分子がどのように立体構造を変えながら機能しているのか?ということを調べることは非常に重要なのです。タンパク質の場合、正常な立体構造をしていないと、生体内できちんと働かないことさえあります。ところが、分子の計算を行う場合、どのような分子モデルを扱うかによって計算方法が変わります。古典力学に基づいて、ある分子をモデル化するとイラストの左図のようになります。古明地勇人さんの発表要旨より改変これを全原子モデルといいます。このモデルでは原子を最小単位として球体で表現し、それぞれはバネでつながっています。このとき、それぞれの原子同士がどういった位置関係にあるのか?ということは比較的簡単に計算できます。量子力学に基づくと、次にイラストの右図のようになります。さきほどの全原子モデルでは原子を最小単位としていましたが、こちらのモデルでは原子を電子と原子核にまでわけて考えます。電子とは量子状態(波であり、粒子である)にあるために、まるで雲のように原子核のまわりを取り囲んでいる(電子雲)わけです。すると、先ほどの全原子モデルとは計算方法がまったく違ってくる上にものすごく手間がかかります。それは電子の量子状態まで計算しなければならないからです。計算の手間は分子が巨大になれば、なるほど、爆発的に増えます。それこそ、タンパク質のような高分子をまるまる全電子モデルで計算させようと思うと、スーパーコンピューターでも何日もかかります。古典力学に基づけば、ざっくりした化学構造しかわからないが計算の手間はそんなにない。量子力学に基づけば、精確な化学構造はわかるが計算にかなりの手間がかかる。この2つの方程式の長所を取り込んだわけですね!たとえばいまタンパク質がひとつあったとします。これの全体的な大まかな構造を知りたいときは比較的計算の簡単な古典力学をもちいて導き出します。タンパク質の中の重要な部位(化学反応を起こす機能的な部位)については詳細な構造が知りたいですよね?ここについては、時間はかかりますが、量子力学的な計算法を用いようというわけです。Levitt博士とWarchel博士は、量子力学によるコンピューターシミュレーションを用いた高分子解析手法を開発しました。Karplus博士は、分析機器を用いて実験によってデータを収集し、そこからシュミレーションの元となる計算式を導き出しました。お三方のこのような功績によって、タンパク質のような巨大な分子も、太陽光パネルの中で光を浴びて電気を生み出す高分子も、コンピューターの中でその動きや形の変化をシュミレーションできるようになったのです。生まれて初めてしゃべった言葉は「アリ」。大人になっても、この世にいろんな生きものがいることが不思議で、トカゲ、コイ、ミドリムシなどの進化について研究。その後、動物園で飼育展示係として働く。そこでヒトとも動物とも「対話する」ことの大切さ、難しさ、楽しさを感じ、未来館へ。夢はいつか今までにない動物園を創ること。趣味は生きもの散策、アキバ散策。INNOVATION。