私が所属する生体構造化学研究室では、タンパク質の構造と機能の解明を主軸に研究しています。中でも、細胞膜に存在する「膜タンパク質」を主な対象としています。膜タンパク質は、生体内のタンパク質の約30％を占め、物質輸送やシグナル伝達、生体エネルギーの産生・変換など、細胞機能において重要な役割を担っています。創薬の観点からも極めて重要で、膜タンパク質あるいは膜結合・分泌系分子は、現在の医薬品標的の大きな割合を占めています。しかし、膜タンパク質は疎水性が高く取り扱いが難しいため、構造解析はいまなお困難であり、近年大きく進展しているとはいえ、可溶性タンパク質に比べると構造情報は依然として限られています。

　一方で、膜タンパク質は非常に不安定で壊れやすく、精製や構造解析が難しいという課題があります。そのため当研究室では、この不安定性を克服するための技術開発に取り組んでいます。昨今の技術革新により、構造解析の精度は向上し、膜タンパク質の安定化技術や抗体作製技術の開発は加速しています。

　当研究室ではこうした基盤技術の確立によって、これまで解析が困難だったタンパク質の理解を深め、創薬関連膜タンパク質の詳細構造を明らかにすることで社会貢献を目指しています。

　私は計算科学の立場から、「膜タンパク質をどうすれば安定化できるのか」を理論的に評価する研究に取り組んでいます。具体的には、統計熱力学に基づく自由エネルギー計算を用いて、どのアミノ酸を別のものに置き換えればタンパク質が安定化するかを予測する技術を開発しています。

　タンパク質はアミノ酸が連なった鎖状の分子で、その並び方によって特定の立体構造に折りたたまれます。構造解析のためには、安定した状態を保つことが非常に重要です。私たちは計算によって変異候補を高速に評価し、実験で検証することで、効率的に安定化条件を見いだしています。特に、水の並進配置エントロピーという物理量に着目している点に特徴があります。水の分子は常に動き回り、好きな場所に動ける「自由度」を持っています。この“自由度の高さ・低さ”を示すのが「並進配置エントロピー」なのですが、水分子の自由度の変化が、タンパク質の安定性にどう影響するかといった点に注目しているというわけです。

　また、タンパク質同士や薬剤などのリガンド（特定の相手にくっつく“鍵”のような分子）との結合の強さについても、同様の理論を用いて評価しています。さらに、分子動力学シミュレーション（Molecular Dynamics Simulation：MD）を組み合わせることで、タンパク質の動きや構造変化も含めて、より現実に近い評価を可能にしています。

　また私は現在、千葉大学での研究活動に加えて、大学と製薬会社の双方をつなぐ位置づけで、産学連携のプロジェクトを推進しています。「量子生命構造創薬センター」という新たな組織にも所属し、QST（National Institutes for Quantum Science and Technology　国立研究開発法人　量子科学技術研究開発機構）との共同研究を進めています。QSTとの連携により、動物実験をはじめとする高度な研究設備を活用できる環境が整っており、より発展的な創薬研究に取り組めている状況です。学生募集もしているのでぜひ興味のある方には参加していただきたいです。

　最初にアプライドを知ったのは、大学に定期的に届いていたカタログだったと記憶しています。そのカタログを見て、当時3～4社ほど見積もりを取ったのですが、その中の1社としてメールで問い合わせをさせていただいたのが始まりでした。導入にあたっては複数社から提案を受けましたが、最終的な決め手となったのは、柔軟な対応力とサポート体制でした。

　具体的には、OSの変更や必要なソフトウェアのプレインストールなど、研究内容に合わせた細かな要望に丁寧に対応していただけた点が非常に大きかったです。研究用途の計算機は、単に高性能であればよいというものではなく、ソフトウェア環境との整合性や運用のしやすさが重要になります。その点について、こちらの要件を理解したうえで最適な構成を提案していただけたことは大きな安心材料でした。

　加えて、同等スペックの中でも価格面で優位性があったこと、そして導入後のサポート体制が明確であったことも評価しました。7年前の導入以降、実際に運用していく中でのトラブル対応まで見据えて選定できたことが、現在の継続利用につながっていると感じています。現在は、研究室全体で13台ほどのマシンを導入しており、それぞれの役割に応じて使い分けている状況です。

　継続利用の理由としてもっとも大きいのは、運用面での安心感です。同一ベンダーで統一していることで、トラブル発生時にも一括して対応していただけますし、環境の整合性も保ちやすくなります。

　特に印象的なのは、現地でのサポート対応です。機器の設置やセットアップはもちろん、トラブル時には回収・修理対応まで一貫して行っていただけるため、私たち研究者側の負担が大幅に軽減されています。

　研究において重要なことの一つは時間の使い方です。機器トラブルへの対応や環境構築に時間を割かれるのではなく、本来注力すべき研究そのものに集中できる環境を維持できている点は、非常に大きな価値だと感じています。