1937年の生理学・医学のノーベル賞 – セント＝ジェルジ
この記事で学ぶこと
長年にわたり知られてきた壊血病の原因が、数キログラムのパプリカを使った実験を通して、分子レベルで決定的に特定された経緯、そしてその発見者が後に、ナチスに対するハンガリーの抵抗運動に関する情報をチャーチルに伝達するスパイとなった経緯について学びましょう。
なぜオレンジが人を救ったのか？
壊血病は、人類の歴史の中で古くから存在する病気です。新鮮な野菜や果物が不足する状況、特に長期間の船旅などで繰り返し発生しました。症状には、歯茎の腫れや出血、治らない傷、そして最終的には死に至ることがあります。大航海時代には、ヨーロッパの船員の間で最も一般的な死因でした。
18世紀に、イギリスの海軍外科医ジェームズ・リンドは、臨床試験を通じて柑橘類がこの病気を予防することを確認しましたが、柑橘類に含まれる何が有効なのかはわかっていませんでした。ライムジュースはイギリス海軍の食生活の標準的な一部となり、イギリス人が「ライミー」というニックネームで呼ばれるようになり、しかしその物質の正体は200年間謎のまま残りました。
1928年、ハンガリーの科学者が牛肉の腺、オレンジ、キャベツなど、さまざまな食品から還元物質を精製し始めました。 彼は当初、この物質を「ヘキシルロン酸」と名付けましたが、その後、これはビタミンC、つまり現在知られているアスコルビン酸であることがわかりました。
彼の画期的な発見は、驚くことに自宅の台所から始まりました。詳細は後で説明します。
時代背景 – 大量虐殺の予行演習
1937年は、世界のいくつかの地域で戦争がすでに始まっていた年でした。
4月26日、ナチスのコンドル軍団がスペインのゲルニカを爆撃しました。 これは、人類史上初めて、都市全体が無差別に爆撃された出来事でした。ピカソの『ゲルニカ』は、この出来事を描いています。この爆撃手法は、すぐにヨーロッパの都市を破壊する手法の予行演習となりました。
7月7日、盧溝橋事件は、日中戦争の勃発を意味しました。日本は中国本土への侵攻を開始しました。その年の12月に南京で起きた南京虐殺は、この戦争の残虐性を世界に刻み付けました。この戦争は8年後に太平洋戦争へとエスカレートし、最終的には原子爆弾の投下で終結しました。
11月には、ナチス・ドイツ、イタリア、日本が、反コミンテルン協定を通じて枢軸国を形成しました。これは3年後に正式な軍事同盟へと拡大しました。
ソビエト連邦の「大粛清」は、この年にピークを迎えました。軍の指導者の半数、政治局の主要なメンバー、そして多くの知識人が処刑されたり、強制収容所に送られたりしました。これは、スターリンが自身の政権を創り上げた人々を破壊し、その安定を確実にするための時代でした。
これを韓国の歴史の文脈で見てみると、1937年は日中戦争が始まり、韓国における総動員体制への移行も始まった年でした。これには、韓国の若者の強制的な徴兵と動員、物資の強制的な徴発、そして強制的な神社参拝の拡大が含まれます。ヨーロッパでビタミンCの正体が明らかになったのと同じ年に、韓国の若者たちは強制的な兵士としての徴兵の始まりに直面しました。人間の生理学が解明される一方で、人間の体が同時に武器として消費されたのです。
その人物の物語 – パプリカの国から
アルバート・セント＝ジェルジは、1893年にブダペストで生まれました。彼は、著名なハンガリーの科学者の一族の出身でした。彼の叔父はすでに著名な生理学者であり、彼は研究室で育ちました。
第一次世界大戦の傷跡
第一次世界大戦中、彼はオーストリア＝ハンガリー帝国の軍隊で軍医として勤務しました。3年間、恐ろしい前線で過ごした後、彼は研究者として生きるために、自分の腕に銃を撃ち込みました。 この自傷行為は、彼を後方にある病院に転送させ、最終的には研究に復帰させました。この決断は、彼の人生の方向性を変えました。
この極端な決断は、彼の性格を物語っています。彼は、極限状態において、自分の人生の方向性を決定するために、思い切った決断をする男でした。この特徴は、第二次世界大戦中に反ナチスの抵抗運動に関わった際にも再び現れます。
パプリカの発見
1928年から1932年頃、ケンブリッジとミネソタに滞在していた彼は、牛肉の腺、オレンジ、キャベツから未知の還元物質を精製しました。彼は当初、この物質を「ヘキシルロン酸」と名付けましたが、他の研究者によって、それが壊血病の原因物質（ビタミンC）であることが特定されました。この物質は、新しい名前が与えられ、アスコルビン酸、つまり「壊血病を取り除くもの」となりました。
しかし、大きな問題がありました。その量は少なすぎたのです。 100キログラムの牛肉の腺からわずか数グラムのアスコルビン酸しか得られませんでした。彼の研究室には、次の段階の実験を行うのに十分な量はありませんでした。
1932年に、彼はブダペストのセゲド大学に戻り、ある晩、妻が夕食に**パプリカ（ピーマン）**を用意しました。彼は特にパプリカが好きではありませんでした。彼は、パプリカを研究室に持ち込み、分析することにしました。これは、夕食を食べるのを避けるための便利な言い訳でした。
その結果は驚くべきものでした。 パプリカには、オレンジよりも数倍多くのビタミンCが含まれていました。ハンガリーは、パプリカの主要な生産国でした。彼はパプリカからキログラム単位のアスコルビン酸を精製し始めました。 これは、単一の研究室が自国の産業を利用して、自身の問題を解決した、非常に珍しい事例かもしれません。
この大規模な精製は、非常に重要でした。十分な量の精製された物質があれば、正確な化学構造の決定、代謝経路の解明、そして臨床試験など、その後の研究を迅速に進めることができました。
生物学的酸化 – 彼のもう一つの主要な発見
セント＝ジェルジのノーベル賞は、実際には、ビタミンCと「生物学的酸化プロセスの解明、特にフマル酸の役割」という2つの業績を合わせて評価したものでした。
当時、細胞がどのようにして酸素を使ってグルコースを完全に酸化するのかという問題は、未解決のままでした。ヴァーブルクの1931年の発見は、最終段階（シトクロムオキシダーゼ）を解明しましたが、その前の段階、つまりグルコースがCO2に酸化されるまでの中間段階は、依然として謎でした。
筋肉組織を実験していたセント＝ジェルジは、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸などの有機酸が、この酸化プロセスに関与していることを示しました。これらの有機酸のいずれかを組織に加えると、細胞の酸素消費量が大幅に増加しました。
この発見はすぐに、クエン酸回路（クエン酸回路は1937年に形式化され、1953年にノーベル賞が授与されました）へと発展しました。 現在、高校の生物学の教科書に掲載されているクエン酸回路の図には、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸が描かれています。セント＝ジェルジの筋肉実験は、これらが回路における不可欠な中間体であることを初めて明確に確認したものでした。
主要な業績 – 触媒を通して見た細胞代謝
サイクルの中で循環する分子
セント＝ジェルジが明らかにしたことの基本的な原則は、細胞代謝はサイクルとして組織化されているということです。
グルコースの酸化は、線形反応ではありません。一連の中間体（クエン酸 → イソクエン酸 → α-ケトグルタル酸 → コハク酸 → フマル酸 → マレート → オキサロ酢酸 → クエン酸に戻る）がサイクルとして連結されており、サイクルが完了するたびに、新しいグルコース分子が入り込み、CO2とH2Oに分解されます。 サイクルの中間体は消費されるのではなく、繰り返し再利用されます。
ここで、CSの類似性を考えるのは自然なことです。これは、再利用可能な触媒とミドルウェアに似ています。
Webサーバーがリクエストを処理する場合、次のような処理が行われます。
- 新しいリクエストが到着する
- 認証ミドルウェア、ロギングミドルウェア、エラーハンドラーなどが、このリクエストを処理する
- レスポンスが返される
重要なのは、ミドルウェア自体は消費されないということです。単一の認証ミドルウェアは、1秒あたり数千のリクエストを処理でき、その間、状態は変わりません。無限の数のリクエストを処理する、再利用可能なコンポーネントです。
クエン酸回路は、まさにこの原理で機能します。サイクル内の各中間体（フマル酸など）は、再利用可能な触媒として機能します。新しいグルコース分子がサイクルに入ると、これらの触媒は、その酸化を助け、サイクルが完了すると元の状態に戻ります。少量の触媒分子が、大量のグルコースを処理できる、非常に優れた構造です。
しかし、このアナロジーには限界があります。ソフトウェアミドルウェアは、私たちが明示的に設計するものであり、各ステップの論理は明確です。クエン酸回路は、進化によって生み出されたものであり、なぜこれらの特定の8つの異なる中間体が選択されたのか、他の選択肢ではなく、という点については、まだ完全に解明されていません。 他の代謝サイクル（代替代謝経路）も、さまざまな生物に存在します。私たちのシステムは、進化によって非常にうまく機能するように進化した、多くの可能性のうちの1つに過ぎません。
ビタミンC自体は触媒なのか？
細胞におけるビタミンCの役割も、触媒的です。アスコルビン酸は、細胞内のさまざまな酸化反応における補酵素として機能し、酸化状態と還元状態の間をサイクルします。単一のアスコルビン酸分子は、複数のサイクルにわたって多くの反応を助けることができます。
これが、人間が生存するために、1日に必要なビタミンCの量がわずか100mgで済む理由を説明しています。もしそれが各反応で消費され、消えてしまうならば、数キログラムが必要になるでしょう。しかし、触媒として機能するため、非常に少量で十分なのです。
反ナチス抵抗運動とチャーチル
セント＝ジェルジの第二次世界大戦中の活動は、彼の科学的業績と同じくらい劇的でした。
1943年、彼はハンガリー政府の承認を得て、スイスに派遣されました。 表向きは科学会議への参加でしたが、実際の目的は、ハンガリー政府の特別使節として、密かに連合国と接触することでした。ハンガリーは名目上、ナチス・ドイツの同盟国でしたが、首相のミクロス・カーロイは、この同盟関係から離れ、連合国に近づきたいと考えていました。
セント＝ジェルジがイスタンブールでイギリスの情報将校（SOE）に連絡を取った際、そのことがナチスの諜報機関によって発覚しました。ヒトラーが彼の逮捕を個人的に命じたという記録があります。彼はブダペストに戻り、数か月間、隠れていました。
この期間、彼はすでにノーベル賞受賞者でした。彼の世界的に有名な名声は、ある程度の保護を与えてくれましたが、ナチスのゲシュタポは、動じず、彼の妻と娘を人質として拘束しました。彼は、1945年初頭にソビエト軍がブダペストを占領するまで、隠れ続けました。
戦後、彼は1947年に米国に移住し、ハンガリーがソビエト連邦の支配下に入ることが明らかになりました。ノーベル賞受賞者、非ユダヤ系のハンガリー人、そして反ナチス抵抗運動の一員として、20世紀の極限状態を生き抜いた彼の人生は、それ自体が物語です。
なぜそれが重要なのか？
セント＝ジェルジのノーベル賞は、今日でも3つのレベルで関連性があります。
公衆衛生レベル: ビタミンCの同定と大規模生産方法によって、壊血病は世界中で撲滅されました。今日の複合ビタミン剤、強化食品、妊婦のための処方箋のすべては、セゲド大学の研究室でアスコルビン酸がパプリカから精製されたことに由来します。
代謝レベル: クエン酸回路が完成し、細胞のエネルギー代謝の地図全体が完成しました。今日の糖尿病、ミトコンドリア疾患、代謝性症候群のすべては、この回路の特定のポイントでの欠陥として理解されています。
科学と政治レベル: ノーベル賞受賞者が、自分の名声を政治的な抵抗運動に参加するために利用した事例です。彼は、後にサハロフ、ポーリング、パウザなど、他の科学者が続けた傾向の先駆者の一人でした。
彼は、私たちに次の教訓を残しました。「資源が限られているときには、地元の特産品を利用しなさい。」彼の世界的な発見につながった決定的な物質は、ハンガリーのパプリカでした。地域の豊富さをグローバルな問題につなげるという視点、これが彼の実用主義でした。今日、この原則は、ソフトウェアとスタートアップにも当てはまります。手元にあるリソースを最大限に活用する創造性は、無制限に新しいリソースを利用できるよりも、強力であることがよくあります。
この文章を読んでいる今、あなたの体の細胞の中で、クエン酸回路が回転しています。この回路の地図は、90年前にブダペストのパプリカ精製研究室で描かれ始めました。
ビタミンCと生物学的酸化のまとめ: セント＝ジェルジは、パプリカから大量のビタミンCを精製し、その代謝的な役割を解明し、筋肉組織を使った実験を通して、フマル酸やその他の有機酸が細胞の酸化サイクルに関与していることを明らかにしました。この後者の発見は、すぐにクエン酸回路へと発展し、細胞のエネルギー代謝全体の地図を完成させました。
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