
ノーベル賞

ノーベル賞
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2024年10月11日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の業績への投資 – 人工ニューラルネットワーク、AIの基礎
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」者に対し、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与されます。後にスウェーデン中央銀行が経済科学の分野で第6の賞を創設し、正式名称は経済科学賞(通称ノーベル経済学賞)です。賞の受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関が担当します。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設しようと考えたのは、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死の商人が死んだ」と題した記事で、ノーベルは煙のない爆薬、特にダイナマイトの発明者として非難されました。彼の発明は近代戦争に大きな影響を与え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を買収して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者・技術者・発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死で財を成した人物としての遺産を残したくなかったのです。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メダル、証書、そして1,100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の賞金を賄うために、ノーベル財産は投資ファンドに預けられています。特に科学分野では、2人または3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見を行うことが多く、賞金は複数の受賞者に分配されます。計算機分野のノーベル賞は?通常、物理学のノーベル賞は宇宙の根本的性質に関する発見に授与されます。例としてブラックホール(2020年)や系外惑星(2019年)があります。また、材料科学の重要な進歩として量子ドット(2023年)、レーザー(2018年)、LED(2014年)などが挙げられます。しかし今年の受賞者はやや異例で、データ解析に焦点が当てられました。具体的には、人工ニューラルネットワークの創出に貢献したジェフリー・ヒントンとジョン・ホップフィールドに授与されました。これは極めて最新のノーベル賞で、ニューラルネットワークが近年のAIの進歩、特に大規模言語モデル(LLM)や機械ビジョン(自動運転車を含む)、新薬開発や材料科学などの技術AIの中心技術となっています。ニューラルネットワークとは何か?チップとニューロンの比較コンピュータが発明された当初、人間に匹敵する知能を持つことが期待されました。しかし実際には、計算や画像生成は驚異的に向上したものの、推論という点では「愚か」なままでした。大きな要因は、シリコンチップと脳を構成するニューロンが根本的に異なるからです。シリコンチップは0か1の二進計算を高速に行えますが、ニューロンはアナログ信号であり、複雑さと「ノイズ」を多く含みます。そのためコンピュータは正確なプログラムがなければ計算できず、学習という概念がありません。指示通りにしか動きません。ニューラルネットワークは異なります。ステップバイステップの指示では扱いきれない曖昧で複雑な問題に取り組めます。例として、画像を見てそこに何が写っているかを認識するタスクがありますが、これはコンピュータが苦手とする分野であり、ウェブページの「あなたは人間ですか」テストの根拠となっています。ニューロンの働き方ニューロンは厳密な事前プログラムに従うわけではなく、相互に強化し合う接続パターンのフィードバックループで機能します。具体的には、ニューロン同士が同時に活動すると相互接続が強化されます。この考え方をコンピュータ上でシミュレートし、相互接続されたノード群として表現したのがニューラルネットワークです。ノード間の結合強度を調整(強くしたり弱くしたり)するプロセスを「学習」と呼び、現在でも最新のAIの根幹を成しています。この考えは有望でしたが、当時の1960〜70年代のコンピュータでは必要な計算資源が膨大で実用化は困難でした。人間の記憶の仕組み私たちが何かを覚えたり認識したりするとき、画像の各ピクセルの色を完全に計算しているわけではありません。部分的な情報から類推し、既知のものと結びつけ、パターンを認識します。物理学者ジョン・ホップフィールドは1982年にホップフィールドネットワークという、パターンを保存・再現する手法を発明しました。物理学から始める彼は、多くの物理系で集合的性質がモデルの細部に対して頑健であることに着目しました。特に磁性体は原子スピンという性質に起因し、各原子が小さな磁石として機能します。大きな材料の性質は、各原子のスピンが周囲に影響を与え、最終的に全スピンが同一方向に揃うことで生まれます。彼のモデルは、相互に影響し合うノードでこの現象を表現しました。同様に、画像を0か1(黒か白)の値を持つノードの格子として記録できます。歪んだ画像と元の格子を比較すれば、各ノードの差分を計算できます。歪んだノードを「傾斜」のように自然な位置へ「押し込む」ことで、歪みがあっても元画像を再構成できることがあります。こうしてホップフィールドは、エラー訂正やパターン補完に機能する原始的ながら実用的な手法を作り上げました。十分な計算資源があれば、各ノードは黒白だけでなく、正確な色を表す数値や画像デジタル化と同様の情報を保持できます。また、画像以外の様々なデータも表現でき、人工的な連想記憶モデルとして機能します。理解のための連想利用単純な動物や幼児ですら、犬・猫・リスといった画像のパターン認識で高度なコンピュータを上回ります。これは「動物」や「哺乳類」などの概念を理解しているわけではありません。さらに重要なのは、膨大な画像カタログがなくても、極めて限られたデータと経験だけでこの能力が発揮できる点です。アナログとバイナリの違いノードが任意のデータを保持できるため、時間的変化を伴う連続データにも利用できます。これにより、二元的な「はい/いいえ」ではなく統計的な応答が必要な複雑系の相互作用計算が効率的に行え、エネルギー消費と計算負荷を削減できます。さらにノードを増やすことで、モデルに段階的に複雑性を付加できます。ボルツマンマシンジェフリー・ヒントンはテレンス・セジノウスキーらと共に、ホップフィールドモデルの拡張と改良に取り組みました。ヒントンは統計物理学の概念を導入しました。多数の要素(気体や液体など)を扱う際、個々の分子をすべて計算するのは不可能です。その代わり、統計的期待値で振る舞いをモデル化します。この能力をホップフィールドに加えるため、可視層と別に「隠れ層」のノードを追加しました。隠れ層は目に見えませんが、他のノードとシステム全体のエネルギーレベルに寄与します。この概念はルートヴィヒ・ボルツマン(19世紀の物理学者)が統計力学を創始したことにちなんで「ボルツマンマシン」と名付けられました。制限付きボルツマンマシンオリジナルのボルツマンマシンは構造が複雑すぎて実用性が低かったため、同層ノード間に接続を持たないシンプル版が開発されました。この改良により、計算効率が大幅に向上しつつも複雑なパターン認識が可能となりました。さらに「事前学習」プロセスが導入され、複数のボルツマンマシンを層状に重ねることで、ネットワークの初期状態が改善され、認識性能が向上しました。現代ニューラルネットワークへの影響ホップフィールドとヒントンは、ニューラルネットワークの基礎概念とそれを活用する数学・ツールを築きました。しかし、ニューラルネットワークが本格的に普及するまでには、2010年代まで計算資源が十分に増大しなければなりませんでした。現代のボルツマンマシンは多数の層が相互接続されているため「深層」ニューラルネットワークと呼ばれます。例として、ホップフィールドは1982年の論文で30ノードモデル(435本の接続、約500パラメータ)を使用しましたが、当時のコンピュータでは100ノード規模すら扱えませんでした。現在の大規模言語モデル(LLM)は1兆パラメータ規模に達し、計算需要は日々増大しています。応用例基礎物理学多くのノーベル物理学賞と同様に、ニューラルネットワークは新たな発見を加速させます。例えば、ヒッグス粒子の発見に必要な膨大なデータ解析に利用されました(ピーター・ヒッグスは2013年にノーベル物理学賞を受賞)。また、ブラックホール合体からの重力波観測や系外惑星探索にも活用されています。応用物理学個々の粒子レベルで因果関係をモデル化するだけでは、実際の材料や現象の複雑さに対応できません。統計物理に基づくニューラルネットワークは柔軟性が高く、正解を直接導くか、研究者に有望な方向性を示すことができます。この手法は、例えばタンパク質の構造・機能予測や、次世代太陽電池やバッテリーに最適な材料探索などで活用されています。大規模言語モデル (LLM)ニューラルネットワークの応用を語る上で、2022年にChatGPTがリリースされて以降のAI熱狂の中心はLLMです。人間らしい言語生成、すなわち「実在する人物のように感じる」ことが、長らくAIが真に知的とみなされるテスト(チューリングテスト)と考えられてきました。LLMの真の知性については、熱狂的な支持者(シンギュラリティを期待)と懐疑的な批評家(単なるトリック)で激しく議論されています。それでも、LLMはコストの低いタスクを人間に代わって実行できる点で幅広く活用されています。特にテキスト中心の作業で有用です。例として: チャットボット・カスタマーサービス。 コード開発・検証。 翻訳・ローカリゼーション。 市場調査。 検索・質問応答。 大量文書・データセットの分析。 教育。 LLMに隣接する画像生成も、デジタル時代に大量の画像を生み出す可能性があり、正当な用途だけでなく、偽情報や脅迫といった悪用リスクも孕んでいます。機械・コンピュータビジョンホップフィールドが提唱したように、画像認識はニューラルネットワークの代表的な応用です。「機械ビジョン」は制御された産業環境での限定的識別を指し、「コンピュータビジョン」は人間に近い視覚認識を目指します。自動運転この分野の大きなサブセグメントは自動運転車です。人間ドライバーは視覚的パターン認識で安全に走行します。現在、多くの自動運転システムはカメラとレーダー・LIDARなどのセンサーを組み合わせて安全性を確保していますが、テスラは大規模な車両データセットに基づく人間に近い機械ビジョンに特化しています。膨大な学習データ、数百万件の実生活シナリオの手動ラベリング、そして消費電力を抑え反応速度を上げるカスタムハードウェアが、レベル5の完全自動運転を実現するための鍵となります。医療医療診断の多くは、X線、MRI、スキャナーなどで得られる画像を専門医が手作業で解釈することに依存しています。このスキルは習得に長年を要し、芸術と科学が交錯する領域です。AIは数百万枚の医療画像を安価かつ一貫して解析し、予測可能な結果を提供できます。詳細はこちらさらに、ADHDのように従来は検出できないと考えられていた状態の診断にも応用可能です。また、フランスのPixee Medicalは、整形外科手術でスマートフォンやスマートグラスを用いた3Dトラッキングを実現しています。AIは手術中の器具管理など、繰り返しやミスが起きやすい作業の自動化にも貢献します。米国では年間約1,500件の手術で器具が患者体内に残される事故が報告されており(出典)、コンピュータビジョンが完全に解決できる可能性があります。バイオリサーチ創薬からタンパク質折りたたみ予測まで、ニューラルネットワークは医学・生物学研究者にとって強力なツールです。すでに「トップ5 AI・デジタルバイオテック企業」で取り上げたように、治療法開発の手法を変革しています。また、血球カウントのように手作業で行われるデータ収集の一貫性向上にも寄与します。例えば、SigtupleのShonitは、血球の種類すべてを信頼性の高い標準化された方法でカウントできます。 産業・生産品質管理や部品検査から完全自動組立まで、機械・コンピュータビジョンは生産ラインの柔軟性とリアクティブ性を向上させます。これにより、人手によるコスト削減と同時に品質・生産速度の向上が期待できます。ロボティクスロボットが工場の床を離れ、日常生活の複雑な環境と相互作用するようになると、パターン認識能力の向上が急務となります。ロボドッグや配達ロボット、将来的にはヒューマノイドパーソナルアシスタントまで、ロボットはニューラルネットワークを活用したAIと融合し、日常タスクを支援しています。農業農業ロボットは機械ビジョンで雑草や熟した果実を識別し、手作業や大型機械の破壊的作業を代替しています。これは農業や食料システムだけでなく、生態系修復、土壌健康、新たな農業慣行、さらには森林再生や外来種管理にも大きな影響を与える可能性があります。軍事新技術は常に軍事的優位性の追求対象となりますが、同時に複雑な倫理的課題も提起します。どの国も技術開発に遅れを取らないよう競争しています。AIはすでに戦場でのターゲット識別やデータ分析に利用されており、ウクライナやガザでの実戦でも活用例が報告されています(「トップ10ドローン・ドローン戦争株」参照)。最近の注目すべき事例として、ロシア製ランセット自殺ドローン/ミサイルがAIビジョンで敵車両を自律的に識別・攻撃する最新バージョンがあります。自動化システムに殺害判断を委ねることは極めて危険で、SF映画のシナリオのようにAIが人類に反乱を起こす前兆とも言えます。したがって、核兵器と同様に、どの技術が配備可能かについて国際的な合意が必要です。ニューラルネットワークのリスク今年のノーベル賞受賞者であるジェフリー・ヒントンは、AI技術の進展に対しても強い懸念を示しています。2018年のチューリング賞と2024年のノーベル賞を受賞した彼の警告は、以前にも増して注目されるでしょう。「私はこれらのシステムが私たちよりも知的になるかどうかについて見解を急に変えました。 今は非常に近いと考えており、将来は私たちよりはるかに知的になるでしょう。どうやって生き残るかが問題です。」 ジェフリー・ヒントン[/blockquote> AIへの熱狂が私たちを『マトリックス』や『ターミネーター』のような未来に導くのでしょうか? 恐らくそうではありませんが、超複雑なニューラルネットワークは本質的にブラックボックスであり、開発者自身が安全・倫理ルールの必要性を十分に理解していないまま、故障したAIが取り返しのつかない被害をもたらすリスクがあります。 ニューラルネットワークへの投資 ニューラルネットワークは現在、AI技術全体とほぼ同義とみなされており、分野横断的な融合が進んでいます。 ニューラルネットワークは事前学習・学習に大量のデータセットを必要とするため、現在は大手テック企業や資金力のあるスタートアップが主なプレイヤーです。 AI関連企業への投資は多数のブローカーを通じて可能で、securities.ioでは米国(USA)、カナダ(Canada)、オーストラリア(Australia)および英国(UK)など、各国のおすすめブローカーをご紹介しています。 個別のAI関連企業を選びたくない場合は、ETFとしてARK Artificial Intelligence & Robotics UCITS ETF...
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2024年8月15日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の業績への投資 – 行動経済学
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で受賞者に賞が授与されるよう設立されました。後にスウェーデン中央銀行が経済科学のために第六の賞を創設し、正式名称は経済科学賞ですが、一般にはノーベル経済学賞として知られています。賞の受賞者を決定する権限は、複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設しようと考えたのは、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死んだ死の商人」と題した記事で、ノーベルが煙のない爆薬、特にダイナマイトの発明者として非難されました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を買収して主要な武器メーカーに転換しました。化学者、技術者、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死で財を成した人物としての遺産を残したくないと考えるようになりました。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メッキされた緑金メダル、証書、そして受賞者に授与される1100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の資金は、基金に投資されて運用益で賄われています。ノーベル賞の賞金は、特に科学分野では2人または3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見を成し遂げた場合に、複数の受賞者に分配されることがよくあります。年月を経て、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとする、科学界で最も権威ある賞となりました。放射能、抗生物質、X線、PCR などの現代世界の基盤を築いた功績や、太陽エネルギーの源、電子の電荷、原子構造、超流動性といった基礎科学も表彰されています。非効率で非合理的な人間長らく、アダム・スミスの時代から経済学は、人々が合理的な行為者であるという前提のもとでマクロ経済を観察してきました。このような考え方から、経済学の中心概念が生まれました。例えば: 人は自己利益に駆られ、こうした「エゴイスト」的選択の総和が「見えざる手」を形成する。 価格は供給と需要のバランスで決まる。 取引は財の自発的交換である。 金融市場は効率的であり、資産価格はそれを反映する。 その他。 これはある程度は理にかなっています。人は主に自分の利益に動かれ、経済(取引、通貨など)は論理的かつ合理的な決定を伴うことが多いからです。しかし同時に、個人や企業、国家がほぼ合理的でない選択をする実例は数多く見られます。特にお金に関しては顕著です。例えば、カジノで自分の貯蓄をすべて賭けてしまう人や、何世紀も続く企業がリスクの高い賭けに出る経営者がいます。このような現象は、ほとんどの経済モデルが前提とする「完全に合理的なエージェント」が過度に単純化されていることを示し、長らく経済学者を悩ませてきました。その結果、経済学と人間心理学の交差点に位置する新たな学問領域、行動経済学が誕生しました。この分野の主要な創始者の一人はリチャード・H・セイラーで、彼は2017年に行動経済学への貢献によりノーベル経済学賞を受賞しました。合理性の限界を記録するセイラーは「合理的エージェント」という前提を超えて経済科学の限界を押し広げることに執念を燃やしました。特に、定期的に『Anomalies』シリーズを『Journal of Economic Perspectives』に掲載し、心理学を経済学に統合すべきだと主張する多くの記事、コメント、書籍を執筆しました。彼のキャリアを通じて、経済的意思決定における限定的合理性、あるいは非合理性に関する多数の分析を展開しました。その中で特に重要な概念は次の3つです: 限定的合理性:人は精神的な近道を取り、損失への嫌悪感が利益への喜びよりも強いという自然なバイアスにさらされる。 社会的選好:純粋な経済的利益よりも公平性が私たちにとって重要である理由。 自己制御の欠如:長期的な負の結果を認識しつつも、短期的な報酬を好む傾向。 限定的合理性相対比較での意思決定セイラーの最初の洞察は、人々が利益や損失を「ある基準点」に対して相対的に評価する傾向にあることでした。これは、一定の富や効用(例えば健康)に対して合理的に選択するという従来の経済学的考え方とは異なります。彼は複数の実験で、仮想シナリオに直面した際の人々の選好を調べました。例えば、100ドルの増加(または減少)と200ドルの増加(または減少)は、10,100ドルから10,200ドルへの変化と比べて、実際の金額は同じでも効用へのインパクトが大きく感じられます。別の例として、タクシー運転手は需要が高い日には走行距離を減らし、需要が低い日には走行距離を増やす傾向があります。これは合理的な経済行動とは言えませんが、1日の目標収入を達成することが精神的な目標であり、時間を通じて利益を最大化することではないため、納得できます。損失回避人は利益よりも損失に対してはるかに敏感であることが知られています。この感度は、損失への恐れが利益への欲求をはるかに上回るほどのオーダーオブマグニチュードで現れることがあります。例えば、100ドルを失うリスクと200ドルを得るチャンスが同等に与えられた場合、多くの人は統計的に勝つ可能性があると知っていても、リスクを取らない方を選びます。この現象は、後にトヴェルスキーとカーネマンらの研究でも示され、リスク回避的な個人は合理的利益に反して現状維持を好むことが明らかになりました。その後、セイラーはカーネマン、クネッチと共に、実際の金銭を扱う際にも同様の効果が持続することを実証しました。参加者が市場について学び、限定的合理性を認識した後でもこの傾向は続きました。メンタル・アカウンティング金銭に関する非合理的な側面の一つは、支出や予算をカテゴリ別に分けて考える傾向です。たとえば、多くの人は住宅費、食費、衣料費など、異なるカテゴリごとに別々の予算を設定します。これらのカテゴリは完全に代替可能ではなく(経済学的に言えば流動性が限定的)、同じ金額でも文脈によって価値が変わります。このため、支払い(不快)と消費(快)との結びつきの認識にも影響が出ます。たとえば、長い間前払いしたワインボトルは、支払いと消費の結びつきが薄いため「無料」と感じられることがあります。メンタル・アカウンティングは損失の先送りも促します。投資家が損失株を売らず、利益株だけを売却するのは、損失を「実感」させることでメンタル・アカウントが閉じられるためです。社会的選好すべての個人的・経済的決定が自己中心的であるわけではありません。人は公平性を本能的に重視し、たとえ個人的に不利益であってもそれを価値あるものとみなします。セイラーは多数の実験で、合理的経済的利益よりも公平性を重視する行動を示しました: 匿名の状況でも、評判への懸念がなくても公平性は評価される。 不公平に扱われた相手に対して、資源を失ってでも罰する人がいる。 不公平な行為や規範違反に対して、たとえ自分が直接的な被害者でなくても資源を失って罰する人がいる。 心理学者は、これらの傾向や共感能力を、集団内での協力を促進する進化的ツールと説明しています。協力は集団全体の進化的適応度を最適化し、個々のメンバーにとって不利益であっても公平性を示すことが有利になるためです。不公平を罰することは、長期的な個人の利益につながると本能的に理解されることがあります。今日不公平な取引を受け入れれば、将来も同様の取引を強いられる可能性が高まります。参照枠セイラーの研究の一つに、価格変動が文脈によって異なる perception を受けることがあります。公平性はこの認知に大きく影響します。例えば、新車の価格が200ドル上がる場合、定価の上昇として提示されると「不公平」に感じられますが、割引額が減少したという形で提示されると受け入れやすくなります。「虐待的」な価格上昇と認識されると、同じ金額の上昇でも受容度が低くなります。たとえば、原材料価格の上昇による消費者物価の上昇は一般に受け入れられますが、市場支配力の増大による上昇は不公平と見なされます。この二つ目のケースは、客観的に同じ影響を与えていても不公平と認識されます。自己制御の欠如心理的経験や古代哲学でも、多くの人が現在の消費を将来の報酬よりも過大評価することは広く知られています。セイラーは、長期的に有益な決定を先送りする傾向(ハイパーボリック・ディスカウント)に対する最初の実験的証拠を提示しました。例えば、喫煙を「すぐに」やめる、退職資金を貯め始めるといった計画を立てても、計画した時点が来ても実行に移さないことがあります。セイラーは「プランナー・ドゥーア」モデルを提案しました。ここで、ドゥーア側は即時的な満足を最大化しようとし、プランナー側は将来のニーズを予測します。プランナーがドゥーアに「消費を抑える」よう強制できる一方で、これは意志力という努力を要します。プランナーは前頭前皮質(「脳の執行部」)に例えられ、ドゥーアは辺縁系(短期的感情・欲求を生成)に例えられます。すべての人がドゥーアとプランナーの間の緊張にさらされますが、個々の意志力と知性のレベルがプランナーが支配的になるかどうかに影響します。政策への示唆個人が「ドゥーア」の衝動により最適な決定ができない場合、政策立案者は「プランナー」側を支援すべきだという議論が生まれます。これがセイラーを「リバタリアン・パターナリズム」へと導きました。この見解によれば、行動を微細に変える最小限の介入政策(ナッジ)により、人々が自らにとって最適な選択をするよう促すことが可能です。 このアプローチは、選択が行われる環境(選択アーキテクチャ)の設計を重視します。この考え方は、プランナー側の負担を減らす新たな公共政策を正当化します。たとえば、退職金の自動積立を設定し、オプトアウトしなければ自動的に積み立てられる仕組みは、401(k) の加入率を49%から86%に引き上げたことが示されています。行動経済学が投資にもたらす結果行動経済学は、金銭に関して私たちの行動が決して純粋に合理的でないことを示しています。これは投資行動や、市場がニュースや資産価格変動にどのように反応するかに影響します。損失回避と価格暴落人は本能的に損失に対して敏感であるため、最近価格が下落した株式を購入することに非常に抵抗します。これは、セイラーが示したように、下落した「ロス株」の方が上昇した「ウィン株」よりも優れたリターンをもたらす可能性があるにも関わらず起こります。時間選好一般に、投資家は最近のニュースを過大評価する傾向があります。この「最近性バイアス」は、重要度の低い情報を重視し、より適切なデータポイントを無視するミスにつながります。これは、直近で暴落した株式や史上最高値を付けた株式の両方に当てはまります。その結果、最近の出来事への心理的バイアスが、ファンダメンタルだけを見る場合よりもバブルや危機を助長することがあります。群集行動人間は社会的な生き物であり、公平性だけが唯一の「非合理」な特性ではありません。投資家はしばしば「みんながやっている」から同じトレンドに従う群集行動を取ります。この態度は合理的である必要はありませんが、社会的合意と安定性を保つ上で多くの意味があります。しかし、投資家にとっては、思考停止したバブル追随やパニック売りにつながり得ます。過信セイラーが直接研究したテーマではありませんが、行動経済学の別の示唆として、自己のスキルや知識を過大評価する傾向があります。例えば、運転手の80%が自分は平均以上の運転手だと信じていると言われています。数学的に考えると、最低でも30%の運転手が自分のスキルを過大評価していることになります。同様に、トレーダーや投資家も自分のスキルや知性が成功にどれだけ寄与しているかを過大評価しがちです。これにより過信が生まれ、長期的に見ればリスクの低い投資手法を守ることが難しくなることがあります。行動経済学からの学びセイラーが切り開いた分野からの重要な教訓は、人々が完全に合理的な経済エージェントではないだけでなく、多数が市場で相互作用するとその非合理性がさらに顕在化するということです。実際、大衆は群集行動のような新たなバイアスや価格の歪みを生み出し、個々の投資家が示さないような行動を取ります。もう一つの投資家への示唆は、行動経済学が指摘するバイアスから誰もが免れられないということです。限界を抑えることはできても、人間である以上それらの影響を受けやすいのです。したがって、投資家はこれらのバイアスの影響を本質的に低減する投資戦略を慎重に構築する必要があります。その具体例は次の通りです: 財務指標(P/E、売上高倍率など)に関する厳格な基準を設け、バブル追随や最近性バイアス、群集行動を回避する。 自分の「コンピテンスの輪」に固執し、十分に理解できない領域での過信を避ける。 事前に設定した自動ストップロス注文を活用し、既に発生した損失を「実感」させないようにする。...
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2024年8月14日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – オートファジー
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」人物に対して、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与されるように創設されました。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のために創設され、正式名称は経済科学賞で、一般にはノーベル経済学賞として知られています。賞の受賞者を決定する権限は、複数のスウェーデン学術機関に属しています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死の商人が死んだ」と題した記事は、ノーベルが無煙爆薬、特にダイナマイトの発明で注目されたことを揶揄していました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者、エンジニア、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死によって富を得た人物としての遺産を残したくないと考えるようになりました。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メダル、証書、そして受賞者に授与される1100万スウェーク(約100万ドル)の資金を賄うために、ノーベル財産は投資ファンドに保管されています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、画期的な発見に対して2人または3人の主要研究者が共同または平行して貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとする、科学界で最も権威ある賞となりました。放射能、抗生物質、X線、PCR などの現代世界の基盤を築いた業績や、太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性といった基礎科学も表彰されています。放射能、抗生物質、X線、PCR、太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性 などが含まれます。「自己食」リサイクル顕微鏡技術の進歩により複雑な細胞の内部構造が解明されると、科学者は細胞が多数のサブユニットを持ち、それぞれが特定の機能を果たしていることを発見しました。この発見は1974年の生理学・医学ノーベル賞で、ベルギーの科学者クリスチャン・デ・デューヴに授与されました。彼はリソソームの発見で表彰されました。リソソームは細胞内の構成要素を消化・リサイクルする専用構造です。この仕組みにより、不要または損傷した細胞部分を安全に破壊し、構成要素を再利用できます。資源が不足した際に、細胞が自らの構成要素を消費して機能を維持する反応でもあります。研究が進むにつれ、リソソームは小さな構成要素だけでなく、リボソームやミトコンドリアなどの細胞小器官全体をも吸収・リサイクルできることが判明しました。デ・デューヴはこのプロセスを調査し、リサイクルすべき物質をリソソームへ運搬する専用の小胞が存在することを発見しました。デ・デューヴはこのプロセスを「オートファジー」と呼びました。ギリシャ語の auto-(自己)と phagein(食べる)に由来し、関与する小胞は「オートファゴソーム」と呼ばれます。オートファジーは、アメーバから昆虫、カエル、哺乳類に至るまで、広範な生物群で保存されている極めて重要な細胞機構であることが明らかになりました。しかし、このプロセスが実際にどのように機能するかは長らく謎のままでした。大隅良典が2016年の医学ノーベル賞を受賞したのは、オートファジー機構の発見によるものでした。オートファゴソームの観察大隅良典は1988年に自身の研究室を立ち上げた際、微生物や植物細胞におけるリソソームに相当する細胞小器官である液胞に注目しました。彼の主要モデルは酵母でした。酵母は培養や研究が比較的容易であり、ヒトゲノムよりも早く全ゲノムが解読され、遺伝子改変も容易だったからです。しかし、酵母の内部構造は顕微鏡で区別しにくく、当時は酵母にオートファジーが存在するかどうかは不明でした。この疑問を解明するため、大隅は液胞内の分解酵素遺伝子を欠損させた変異酵母を作製しました。液胞が吸収した成分を分解できなければ、理論上は酵母のオートファゴソームが細胞内に蓄積すると考えたのです。さらに結果を明瞭にするため、酵母を飢餓状態に置き、強いオートファジー活性を誘導しました。その結果、酵母細胞内に大量のオートファゴソームが瞬時に蓄積し、簡易顕微鏡でも容易に観察できました。オートファゴソーム遺伝子の探索豊富なオートファゴソームを作り出す解析しやすいモデルが手に入ったことで、大隅はこれらの構造に関与する遺伝子を探し始めました。そのために、酵母に変異を誘発する化学物質を投与し、オートファジーを誘導しました。オートファゴソーム形成に関与する遺伝子が損傷するとプロセスが停止し、変異と対象遺伝子を特定できるようにしたのです。理論的には比較的単純ですが、実際には複雑な作業であり、酵母におけるオートファゴソーム形成に関与する15種の遺伝子を特定するのに多大な労力を要しました。これらの遺伝子は当初 APGI-1 から APGI-15 と命名され、後にすべて「ATG遺伝子」(autophagy‑related genes)へと改称されました。オートファゴソーム遺伝子の機能大隅はこれらの遺伝子と対応するタンパク質を調べ、その生化学的機能を解明しました。彼は複雑な調節プロセスを見出しました:まずストレスシグナル(TOR)により開始され、調節複合体が活性化され、さらに別のタンパク質複合体が活性化され、最終的にオートファゴソーム小胞が形成されます。酵母から哺乳類への拡張オートファジーに関与する遺伝子が特定されたことで、大隅のチームは哺乳類における相同遺伝子を探索できるようになりました。興味深いことに、マウスで Atg5 遺伝子が欠損すると、餓死前の飢餓状態に耐えられず死亡することが判明しました。これは、オートファジーとオートファゴソームが酵母に限らずすべての生物にとって重要である最初の証拠となりました。オートファジーの多様な機能大隅や他の多数の研究者によるさらなる研究により、オートファジーは飢餓や様々なストレスに対する重要な応答であり、細胞に迅速にエネルギーと構成要素を供給することが明らかになりました。また、オートファジーは感染防御にも関与し、細胞内に侵入した細菌やウイルス(異種食作用)を除去することができます。さらに、オートファジーは胚発生や細胞分化にも寄与することが後に証明されました。細胞はオートファジーを利用して損傷したタンパク質や小器官を除去し、老化による負の影響に対抗する品質管理機構として機能します。オートファジーはがんの発生にも重要であり、多くのがん細胞は損傷したミトコンドリアや他の細胞内構成要素の変異により増殖します。時間が経つにつれ、オートファジーは最も研究が進んだ細胞機構の一つとなり、2000年以降の出版物数は爆発的に増加しました。オートファジー関連疾患オートファジーが細胞生化学や細胞生存・維持の多くの重要な部分の中心にあることから、オートファジーの異常が疾患の原因となることは驚くべきことではありません。逆に、オートファジーの活性化が多くの疾患の治療につながる可能性もあります。オートファジーの調節異常は以下と関連しています: ヒトの乳がん・卵巣がんにおいて、BECN1遺伝子(酵母のATG6に相当)の変異が多数見られます。 他にも肝臓、皮膚、腎臓、肺、結腸など様々ながんで、オートファジー遺伝子の変異や発現変化が報告されています。 ヒトの遺伝子変異でオートファジーが障害されると、脳奇形、発達遅延、知的障害、てんかん、運動障害、神経変性が引き起こされます。 動物モデルでは、オートファジー喪失が神経変性を招き、オートファジー活性化がタンパク質凝集体の毒性を低減し、パーキンソン病やアルツハイマー病の根本原因と考えられることが示されています。 オートファジーを強化することで糖尿病の治療に役立つ可能性があります(高血糖はオートファジーを阻害します)。 ミトコンドリアのオートファジーは心停止、心不全リスク、心筋症の進行と複雑に関連しています。 一見無関係に思える多様な疾患は、すべて「細胞ゴミの蓄積」という根本的な問題を共有しています。例えば、アミロイドタンパク質の凝集はアルツハイマー病と関連しています。肝臓に脂質が蓄積すると非アルコール性脂肪肝疾患が発症します。また、稀な遺伝性酵素欠損症では有害分子が大量に蓄積します。Chemical & Engineering Newsオートファジー薬オートファジーの活性化は、障害されたオートファジー機能と関連する多数の疾患を考慮した医療研究の全領域となっています。しかし、初期の試みは実質的な成果を上げられず、がんにおいてオートファジーを阻害する方向に焦点が当てられましたが、がんがオートファジーを利用するケースが多く、投資家の熱意は低下しました。より有望な選択肢は、他の疾患治療のためにオートファジーを刺激することかもしれません。薬理学的にオートファジーを活性化する主な方法は、哺乳類ラパマイシン標的(mTOR)酵素複合体1(mTORC1)のキナーゼ活性を阻害することです。International Journal Of Molecular Sciencesオートファジーへの投資オートファジーは細胞機能の維持に不可欠であるため、バイオテクノロジー研究の非常に有望な分野です。ただし、その複雑さと多機能性ゆえに、薬剤標的としては難易度が高い側面もあります。それでも、アルツハイマー病やパーキンソン病といった、現在治療が困難なオートファジー関連疾患の解決に貢献できる可能性は高いと考えられます。オートファジー関連企業への投資は多数のブローカーを通じて可能であり、securities.io...
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2024年8月13日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の業績への投資 – 量子ドットとナノカラー
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。それは アルフレッド・ノーベル氏の遺言 に基づき、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で「前年度に人類に最大の利益をもたらした者」に賞を授与するために創設されました。後に、スウェーデン中央銀行によって経済科学のための第6の賞が創設され、正式名称は経済科学賞で、一般にはノーベル経済学賞として知られています。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことから生まれました。フランスの新聞が彼の兄の死を誤解し、彼の死亡記事を「死んだ死の商人」と題したことで、ノーベルは煙のない爆薬、特に有名なダイナマイトの発明で非難されました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは巨大な鉄鋼工場を購入して主要な武器メーカーに転換しました。化学者、エンジニア、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争と他者の死で財を成した人物として記憶される遺産は望まないと悟ったのです。ノーベル賞現在、ノーベルの財産は基金に保管され、ノーベル財団や金メッキされた緑色の金メダル、証書、受賞者に授与される1100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の賞金を賄うための収入を生み出すように投資されています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、2人または3人の主要な研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は科学界で最も権威ある賞となり、理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとしてきました。現代世界の基礎を築いた業績、例えば放射能、抗生物質、X線、あるいはPCR、さらに太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、あるいは超流動性などの根本的な科学も称賛されてきました。顕微鏡的な色彩日常生活において、物体は光との相互作用に基づく固有の特性により特定の色を持ちます。太陽光は様々な色のスペクトルを含み、いくつかの色が吸収されることで、異なる反射色が私たちに見えます。これらのメカニズムはナノメートルスケールでは同じようには機能しません。ここでは、電子が原子核の周りに配置される方法を変える量子効果が、材料の光吸収を変え、結果として色が変化します。より正確には、シュレディンガー方程式 の応用に由来し、粒子が波でもあり粒子でもある量子スケールでの振る舞いを予測します。1937年、物理学者ハーバート・フレーヒリヒは、シュレディンガー方程式により、ナノ粒子は大きな粒子とは異なる振る舞いをすることを予測しました。特に、粒子が極めて小さくなると、材料中の電子が占める空間が減少し、電子が圧縮されることになります。光と材料中の電子との相互作用が色を決定するため、量子効果によりナノ粒子の色はサイズ(すなわち電子がどれだけ「圧縮」されているか)に応じて変化すると予測されました。1930年代の理論から実用化へは時間がかかり、実際に実現したのは1980年代から1990年代にかけてで、3人の科学者が段階的に可能にしました。2023年、彼らは共同で「量子ドット」と呼ばれる発見につながった研究によりノーベル化学賞を受賞しました.現在、量子ドットは医療、ディスプレイ、QLED製造に利用されており、2021年には40億ドル規模の市場となっています。量子ドットは、赤外線量子ドットによるがん検出や、全色太陽光システムの創出、さらにはナノフォトニクスによる電子機器製造の新オプションなど、さらに多くの応用で重要になる可能性があります。古代のガラスから量子物理へ近代において、科学者は古代からガラス職人が知っていたことを再発見しました:銀、金、カドミウムなどの不純物をガラスに添加することで、さまざまな色の着色ガラスを作ることが可能です。さらに興味深いのは、同じ添加元素でも、ガラスの加熱・冷却方法に応じて異なる色を生み出すことができる点です。このノーベル賞の最初の受賞者であるアレクセイ・イェキモフは、半導体業界で使用される光分析装置で着色ガラスを分析し始めました。X線を用いて、銅塩化物で着色したガラスは加熱時間の違いにより、2nmから30nmまでの銅粒子サイズの違いが生じることを発見しました。興味深い現象として、大きな銅粒子は「通常通り」振る舞う一方で、粒子が小さくなるほど吸収する光が青くなることが分かりました。このようなサイズ依存の量子効果が観測されたのは初めてではありませんが、超高真空や絶対零度に近い温度といった極端な条件ではなく、比較的簡単な製造プロセスで実現されたのは初めてでした。イェキモフはソビエトの科学誌に結果を発表しましたが、その発見はソ連崩壊まで西側の科学者に届きませんでした。そのため、同時期に西側の科学者も量子ドットの発明につながる発見を行っていました。懸濁量子ドット粒子米国のベル研究所(少なくとも10件のノーベル賞を輩出したインキュベーター)で、ルイス・ブルスは太陽エネルギーを利用した化学反応の研究を行いました。彼は硫化カドミウム粒子を溶液中で使用し、反応表面を最大化するために可能な限り小さな粒子を生成しました。彼が気付いたのは、これらの粒子の光吸収が時間とともに変化することでした。調査の結果、粒子は小さな粒子が集合して凝集し、サイズが4.5 nmから12.5 nmへと成長していることが分かりました。大きな粒子は硫化カドミウムが通常示す光吸収を示しましたが、より小さな粒子は吸収が青側へシフトしていました。ルイス・ブルスが使用した液体中のコロイド懸濁粒子は、イェキモフがガラスに閉じ込めたものよりもはるかに有用であり、量産や精製が容易でした。しかしながら、製造方法は非常に不安定で、粒子の最終サイズがほぼ予測不可能なだけでなく、溶液中に複数サイズの混合物が含まれていました。他の技術や産業規模で使用できる純粋な製品とは程遠く、依然として主に科学的好奇心の対象でした。量子ドットの大量生産モウングィ・バウェンディは1988年にルイス・ブルスの研究室でポスドクとして勤務していました。そこで、さまざまな変数を試し、一貫した量子ドットを作り出すために、異なる溶媒、温度、手法の効果を検証しました。ある程度の進展はありましたが、まだ一貫した再現性のある結果には至りませんでした。その後、MITでの研究中に、ついに有効なレシピを見つけました: 必要な量だけの物質を正確に溶液に飽和させるように、溶媒に注入しました。 これにより、同時に微小な結晶「胚」が形成されました。 低温での注入により、結晶形成を即座に停止させることができました。 その後、温度を段階的に上昇させ、徐々に大きな結晶が形成されるようにしました。 この工程により、溶媒が結晶に滑らかで均一な表面を与え、光学特性が向上しました。 この方法により、ほぼ完璧な量子ドット結晶が得られました。さらに重要なのは、操作が簡単であるため、より多くの化学者が量子ドットの製造と潜在的応用の研究を開始できるようになったことです。革命的な新しい物質状態量子ドットが印象的なのは、元素の周期表の利用方法を根本的に変えた点です。メンデレーエフの周期表では、元素は原子質量と化学的性質に基づいて分類されます。これらの性質は主に各原子核周囲の電子雲の振る舞いによって決まります。元素の電子の振る舞いを変えることで、量子ドットは実質的に周期表に全く新しい次元をもたらしました。したがって、量子ドットの発見と大量生産は、全く新しい電気的・化学的特性を持つ新素材の発見に匹敵します。これは、ナノチューブやグラフェン、ボロフェン、ゴールデンなど、文明を変える可能性のある2次元材料の増大配列のような、独自の特性を持つ他の材料にやや似ています。量子ドットの応用QLED量子ドットの現在最大級の応用の一つがQLED技術(Quantum dot LED)です。この技術では、量子ドットが青色光を赤や緑に変換し、単一の光源(青色光は2014年にノーベル賞を受賞した青色LED)だけで鮮やかな色彩のディスプレイを実現します。量子ドットはLEDの光を改善し、寒色光をより心地よい色に変換するためにも使用されます。光信号現在、ほとんどの量子ドットはブルスとバウェンディの溶媒ベースの溶液を使用していますが、イェキモフが発見した埋め込み結晶は、例えば光ファイバー通信システムにおける信号増幅にまだ利用されています。別の方法で生成された量子ドットは後に(Stranski‑Krastanov 成長法)発見され、例えば光通信用の量子ドットレーザーに使用されています。生化学その非常に独特で鮮明な色彩により、量子ドットは顕微鏡レベルで対象を追跡するマーカーとして使用できます。例えば、生化学者はウイルス、DNA、タンパク質などの生体分子に量子ドットを結合させ、簡易的な蛍光顕微鏡でその動きや蓄積を追跡することができます。医療画像化能力により、量子ドットはがん細胞にのみ結合する分子に結合させることで、体内の腫瘍組織を追跡するために使用できます。量子ドットとがんを「見つける」能力を利用した新興医療分野は光線力学療法です。この分野では、医師が量子ドットで光を吸収させ、熱または反応性化学物質を生成させ、周囲の腫瘍細胞を死滅させます。しかし、量子ドットは健康な細胞への損傷、体内での分解や凝集、腎臓による排泄が不十分などの副作用を引き起こす可能性があるため、医療での定常的な使用にはさらなる研究が必要です。化学触媒量子ドットの発見は、ルイス・ブルスがより優れた触媒、すなわち本来遅い化学反応を加速または可能にする化合物を探求したことに始まります。そして、光を吸収して本来起こらない化学反応を駆動できるという特性により、量子ドットは依然として重要な応用分野である可能性があります。これにより、水を分解して水素を生成したり、CO2を炭化水素化合物に還元したり、他の化学反応を促進したりすることが可能です。炭素ナノチューブ、フラーレン、グラフェンは、耐水性、調整可能な光ルミネッセンス、低い生体毒性、表面官能化の容易さといった高度な特性により、光触媒として頻繁に使用される炭素量子ドットです。 量子ドット:触媒応用エネルギー量子ドットは最終的に半導体材料であり、サイズに応じてバンドギャップが変化するため、より優れた太陽電池の開発に大きな可能性を持ちます。量子ドットが太陽電池にもたらす主な利点は、変換可能な太陽スペクトルを拡大できる点です(シリコン太陽電池は高エネルギー光子のみを電力に変換し、太陽エネルギーの70〜75%を「見逃しています」)。したがって、従来の太陽電池は最大で30〜35%の変換効率に達する見込みですが、量子ドット太陽電池は理論上最大66%の効率が期待されています(以下のQD Solarをご参照)。量子コンピュータより大規模な量子コンピュータの開発競争(「量子コンピューティングの現状」で調査した)において、量子ドットは有用なツールとなり得ます。量子ドットはコンピュータの基本構成要素であるキュービットとして使用できるほか、単一スピンの局在化・検出に用いられるシステムの部品や、単一光子の優れた光源としても機能します。量子ドットの製造が現在は十分に理解され、比較的低コストであるため、量子ドットを利用した設計は量子コンピュータの大量生産化と価格低減に寄与する可能性があります。量子ドットとナノテックへの投資現在、QLEDは量子ドット最大の市場であり、韓国の大手コングロマリットであるサムスン(子会社サムスン電子 – SSNLF)が市場のリーダーです。しかし、量子ドット自体は同社全体の事業の中で比較的小さな割合を占めており、メモリ、チップ、センサー、5Gなど様々な半導体分野でも活動しています。そのため、量子ドットは事業の中心ではありません。量子ドットやナノテック企業への投資は多数のブローカーを通じて可能で、securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、英国、その他多数の国々における最適なブローカーの推奨リストをご覧いただけます。量子ドットやナノテック企業の個別選択に興味がない場合は、ProShares Nanotechnology ETF(TINY)やDirexion Nanotechnology ETF(TYNE)といったナノテクノロジーETFを検討すると、量子ドット・ナノテック株への分散投資が可能です。または、当サイトの「トップ10ナノテクノロジー株」リストをご覧ください。量子ドットとナノテック企業1. Nanoco Group (NANO.l)ロンドン証券取引所にNANOティッカーで上場しているNanocoは、量子ドットやその他のナノ材料の開発・製造を専門としています。同社はカドミウムフリー量子ドットのパイオニアで、375件の特許とサムスンとのライセンス提携を有しています。これにより、2021〜2023年にわたるサムスンとの知的財産権訴訟(2年間)が解決し、最終的にNanocoはサムスンから9,000万ドルを受領しました。したがって、サムスンに似た形で量子ドットへの投資手段を提供しつつ、特にこの技術に強く焦点を当てています。同社は主にLED応用(OLED、μLED、QD‑EL)に注力していますが、例えば紙幣のセキュリティタグ付けなど新市場の調査も行っています。同社が投資している別の分野は、Heatwaveという赤外線量子ドットです。これにより非常に高精度な赤外線センサーが実現でき、考えられる応用例は以下の通りです: バイオメトリック顔認識。...
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2024年8月12日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の業績への投資 – 金融危機
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に人類に最大の利益をもたらした者へ前年度に人類に最大の利益をもたらした者へという賞を物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与するために創設されました。後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のための第6の賞が創設され、正式名称は経済科学賞で、一般にはノーベル経済学賞として知られています。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことから生まれました。フランスの新聞が彼の兄の死を誤解し、彼の死亡記事を掲載したことがきっかけです。「死の商人が死んだ」と題されたその記事は、煙の出ない爆薬、特にダイナマイトの発明でノーベルを非難しました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な武器メーカーに転換しました。化学者、技術者、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死で財を成した人物として記憶される遺産は望まないと悟ったのです。ノーベル賞現在、ノーベル財産は基金に保管され、ノーベル財団や金メッキされた緑色の金メダル、証書、受賞者に授与される1100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の賞金を賄うための収益を生み出すよう運用されています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、2人または3人の主要な研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は科学界の最高賞となり、理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとしてきました。現代世界の基盤を築いた業績、例えば 放射能、抗生物質、X線、PCR、さらには 太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性 などが表彰されています。銀行の理解近代銀行に類似した組織は、少なくともルネサンス時代から、さらには古代にも何らかの形で経済発展の中心にありました。しかし、その経済的役割は創設以来激しく議論されてきました。古代の見解では、高利貸しは重要な罪とされ、労働によらず金銭から金銭を生み出すことは非道とされました。一方で、銀行はルネサンス期イタリア、黄金時代のフランドル、あるいは大英帝国などの地域において経済的繁栄と国際的影響力の中心であり、金融の中心はしばしばその時代で最も強大な国家へと移動(あるいは富をもたらす)してきました。銀行はしばしば金融危機を引き起こし、拡大させてきました。1929年の大恐慌は、銀行の破綻が約10年にわたる深刻な経済困難を招いた典型例です。2022年、経済科学賞(ノーベル経済学賞)は、銀行が経済と金融危機に果たす役割を研究した研究者に授与されました。彼らの発見は、以降の金融危機において大恐慌の再発を防ぐ上で大きく貢献しました。銀行の役割多くの人は銀行が経済でどのように機能するかをはっきりと理解していません。基本的に、銀行はお金を預け、融資を受け、現金を引き出す機関です。しかし、資金がどこへ行き、どこから来るのかはしばしば不明です。融資の核心的機能銀行システムの核心には経済的真実があります:経済が機能するためには、住宅、機械、人材、技術などへの長期投資が必要です。このような投資は、個人や企業の貯蓄を資金に変換して行うのが理想的です。融資の提供は、必要とする者に適切なタイミングで資本を供給することで経済的価値を創出します。しかし、これにより緊張が生じます。預金者は現金預金や投資をすぐに引き出せるものと考えているからです。一方、企業や住宅所有者は返済に何年もかかり、借りた融資を即座に返済することはできません。もし借り手がいつでも返済を強いられたら、長期投資は中断されてしまいます。しかし同時に、預金者はすぐに資金の一部でも引き出せるなら、資本を貸し出したくなくなるでしょう。これは預金から得られる収益を減少させ、社会全体での資本蓄積を阻害する可能性があります。経済学者 ダグラス・W・ダイヤモンド と フィリップ・H・ディブヴィグ は、1983年の論文で、銀行が預金者と借り手の時間的志向の不一致という問題に対する最適な解決策を提供することを示しました。自然な解決策銀行は多数の預金者から同時に預金を受け入れ、プールすることで時間的ミスマッチを解消します。この大規模な預金プールにより、個別の引き出しは特定の借り手からの早期返済を必要とせずに行えます。そのため、金利付き融資に対する法的禁止が解除されると、銀行や類似の金融機関は自然に預金者と借り手の仲介者として現れます。イタリアのメディチ家のような強力な商人ファミリーから、現代のグローバル化した銀行企業までです。追加的な経済機能銀行が果たすもう一つの重要な機能は信用力の評価です。銀行は資源を持ち、個人の預金者や資本所有者が自力で収集できる以上の借り手情報を集める立場にあります。さらに、銀行は人員、スキル、インセンティブを有し、投資を継続的に監視し、その進捗(良好か否か)を把握し続けます。これにより銀行はゲートキーパーとして機能し、融資を有益な投資へと最適化しようとします。また、悪質な投資の数を減らし、破産を防ぐことで、社会全体のコストを削減します。銀行が貨幣を創造するダイヤモンドとディブヴィグは、銀行が以前は存在しなかった貨幣をどのように創造するかについても論じました。銀行は本質的に、以前存在した短期の預金者資金を新たに創出された長期投資へと変換しています。預金者が資金を引き出す際、彼は長期投資の利益から生まれた収益から引き出しています。したがって、銀行が融資を行わなければ、引き出された資金は存在しなかったと言えます。投資が健全で融資が返済可能である限り、経済システム全体の貨幣と富の総量は増加します。新たな問題をもたらす解決策銀行にとっての課題は、通常の状況下で預金者からの全ての引き出し要求に対応できても、負債のごく一部しか現金で保有していないことです。大部分の資金は長期投資に固定されています。通常は問題ありませんが、銀行が長期投資で不調であるという噂(正当であれ不当であれ)が流れ始めると例外です。預金者は、これらの不良投資の影響で貯蓄が失われることを懸念し、結果として多くが一斉に銀行から資金を引き出したくなるでしょう。この現象は「銀行取り付け」と呼ばれ、銀行は融資を早期に回収せざるを得ず、長期投資が早期に中断します。これにより損失が生じ、価値ある資産が実価以下で売却されることがよくあります。したがって、銀行危機の噂は自己実現的予言となり得ます。投資損失の噂だけで銀行取り付けが起こり、実際の損失を生むのです。さらに悪化させ不安定さを増すのは、実際の問題が起きた際に最初に銀行に殺到した預金者だけが全額回収できる点です。したがって、先にパニックになるインセンティブが組み込まれています。部分預金制度が問題を拡大する現代の部分準備金制度では、銀行は預金以上に貸し出しますが、一定割合の資産を準備金として保有している限りです。これにより、銀行は経済を支える貨幣創造のプロセスでさらに重要な役割を担います。結果として、投資金額の中程度の損失でも預金者の資金と銀行の信用を危険にさらすことになります。国家介入の必要性個別銀行に対する預金者の懸念は正当化され得ます。また、預金者が引き出せる金額に制限を設けることは、銀行取り付けを引き起こすか、経済全体を鈍化させる可能性があります。ダイヤモンドとディブヴィグは、政府による預金保証という解決策を提示しました。「最後の貸し手」として国家が介入することで、民間銀行や企業が提供できる以上に預金者の預金に対する強固な保証を提供します。これにより、銀行の投資損失の噂が真実であるかどうかに関わらず、初日から銀行取り付けのリスクが排除されます。金融危機からの学びダイヤモンドとディブヴィグは、銀行が経済を刺激する役割を説明し、古くからの銀行取り付け問題を解決する実践的な解決策を提示しました。これは極めて重要です。銀行取り付けは歴史上、深刻な経済後退を引き起こす最も一般的な要因の一つと考えられています。彼らの経済学への貢献は、ベン・バーナンキの金融危機に関する研究によって完結します。1983年の論文で、ベン・バーナンキは1930年代に米国と世界経済を壊滅させた大恐慌の根本原因に注目しました。大恐慌では米国の工業生産が46%減少し、失業率は25%に上昇しました。ホームレスや一般的な経済的困窮、さらには飢餓が先進国の人口を襲いました。したがって、経済学の主な焦点は大恐慌を分析し、再発を防ぐためにどのような政策を実施すべきかを検討することにあります。資金不足か?バーナンキの研究以前は、一般的な合意として、大恐慌はデフレと闘うためにより多くの通貨を印刷すれば回避できたと考えられていました。バーナンキは、この見解は概ね正しいものの、大恐慌の深刻さや異常な長期化を説明できないと主張します。代わりに、銀行の多数の破綻が資本を生産的投資に流す能力の喪失につながったと論じます。大恐慌が例外的であるのは、1929年の株式市場の崩壊とその後の不況から始まったものが、1930年には一般的な銀行危機へと急速に拡大した点です。これはリスクを取りすぎた一部の銀行だけでなく、システム全体に関わる問題でした。米国の銀行の50%が3年以内に閉鎖し、その主因は銀行取り付けでした。一部の銀行の倒壊は、他の銀行も危険にさらされるという懸念を呼び起こし、ドミノ効果を引き起こしました。銀行が倒れるほど、銀行取り付けが増え、自己増殖的なループでさらなる倒壊が生じます。このリスクの高さは、銀行に現金で資産を保有するか、短期プロジェクトにのみ融資することを強いました。その結果、企業は投資資金が突然不足し、農家や家計も資金繰りに苦しむことになりました。生産的な長期投資を資金調達できなかったため、失業率は急上昇し、利益は回復せず、歴史上最悪の経済不況が生じました。これは「通常」の不況ではありません。銀行危機が経済衰退を引き起こすバーナンキの研究以前、経済学者の間では1930年代の銀行破綻は経済低迷が原因と考えられていました。しかし彼は、銀行破綻自体が不況を悪化させ、大恐慌へと転換させたことを示しました。つまり、結果ではなく根本原因であったのです。もう一つの悪化要因は、借り手に関する情報の喪失です。破綻した銀行は投資の追跡や借り手情報の十分な移転を行わず、生き残った銀行が正確に評価できなくなります。この結果、2つの問題が生じました: 生産的な投資が資金調達できず、全体の経済活動が縮小する。 低品質な投資が誤って融資され、他の経済部門が必要とする資本が失われる。 バーナンキの理論を裏付ける強力な論拠は、経済が数年にわたり回復しなかったことです。少なくとも、政府がさらなる銀行取り付けを防止するための強力な対策を実施し、銀行システムが長期投資への資本貸付と借り手の追跡機能を再開するまでです。政策形成を形作る経済的洞察銀行危機が大恐慌を引き起こしたという新たな認識は、金融危機時の意思決定者の見方を変えました。バーナンキの発見は、経済刺激のための通貨供給だけでは不十分であることを示しました。銀行が大量に倒壊すると、長期投資の中断や借り手情報の喪失による損害は止められません。これにより、金融危機への対処に関する現代的枠組みが構築されました:政府による預金保証の拡充だけでなく、危機時の積極的な行動も含まれます。バーナンキは2006年から2014年まで米連邦準備制度理事会(FRB)の議長を務め、2008年の金融危機への対応を監督しました。銀行規制は解決したか?有益ではあるものの、このノーベル賞で称賛された発見は「完璧な」銀行規制の創出方法を完全には答えていません。例えば、預金保証は銀行取り付けを防ぎますが、同時に銀行がリスクの高い投機に走るインセンティブも生み出します。うまくいけば、銀行の従業員や株主が利益を得ます。失敗すれば、納税者がその費用を負担することになります。同様のリスクとして、銀行を救済した後、納税者の資金が銀行の従業員や経営陣に過大なボーナスとして支払われる可能性があります。一方、銀行取り付けが回避されたとしても、経済にとって健全な負債やレバレッジの規模、過剰になる時期については何も示していません。したがって、金融危機とその影響のリスクを低減するために、さらなる経済的洞察と規制が必要です。銀行への 投資銀行業は金融システムの基盤です。また、2008年の金融危機やCOVID-19パンデミックの発生など、時に過酷な上昇と下降を伴う非常に循環的なセクターでもあります。これについては「米国史上最悪の5大銀行崩壊」で詳述しました。また、銀行業は非常に収益性が高く、配当や自社株買い戻しなどの利益配分を株主に手厚く提供することが多いです。多くのブローカーを通じて銀行に投資でき、米国、カナダ、オーストラリア、英国、その他多数の国における最高のブローカーに関する当社の推奨リストは securities.io でご覧いただけます。特定の銀行を選びたくない場合は、Themes Global Systemically Important Banks ETF(GSIB)、SPDR S&P Regional Banking ETF(KRE)、iShares Global Financials ETF(IXG)などの金融・銀行ETFを検討できます。これらは銀行株へのより分散されたエクスポージャーを提供します。または、当社の「米国最大の銀行10社」リストをご覧ください。銀行株1....
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2024年8月2日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – ニューロンと脳の構造
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に人類に最大の利益をもたらした者に対し、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で賞を授与することを目的として創設されました。後にスウェーデン中央銀行によって経済科学の第六賞が設けられました。賞の受賞者を決定する権限は、複数のスウェーデンの学術機関に属しています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことから生まれました。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死んだ死の商人」と題した記事で、ノーベルが無煙爆薬、特にダイナマイトの発明で非難されました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者、技術者、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死によって富を得た人物としての遺産を残したくないと考えました。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メッキされた緑金メダル、証書、1,100万スウェーク(約100万米ドル)の賞金を賄うために、ノーベル財産は投資基金として運用されています。ノーベル賞の賞金は、特に科学分野で2人または3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献した場合、複数の受賞者に分配されることがよくあります。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとし、現代世界の基礎を築いた業績に報いるようになりました。例えば、放射能、抗生物質、X線、PCR、そして太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性などが挙げられます。私たちの脳を理解する人間の心と動物の知能は何千年もの間、哲学的議論の対象でした。長い間、支配的な見解は意見や先入観に左右されていました。近代神経科学の台頭により状況は変わりました。ニューロンの発見と電気信号を伝達する能力が明らかになると、個々のニューロンを研究して複雑な精神メカニズムを説明するという考えが現実味を帯びました。これに動物実験と実験心理学が組み合わさり、脳の機能に関する真の洞察が得られました。2000年に「神経系におけるシグナル伝達」の研究がノーベル医学賞を受賞しました。神経学はこの権威ある賞で何度も表彰されており、2021年のノーベル医学賞は「温度と触覚の受容体の発見」のために授与されました。しかし、さらに印象的な発見は2014年ノーベル医学賞「脳内に位置情報システムを構成する細胞の発見」の対象となった研究です。本質的に、環境の精神的マッピングが脳の特定部位に実際のニューロンマップとして存在することが明らかになりました。この賞の半分はジョン・オーキーフに、残りの四分の一はメイ=ブリット・モーザーと夫エドヴァルド・I・モーザーに授与されました。場所感覚を創り出す脳が半意識的な思考を通じて場所と出来事を結びつけられるという最初の概念は、実験心理学者エドワード・トールマンによって提唱されました。動物を観察したトールマンは、1948年に動物が場所と出来事を精神的に結びつけ、場所をナビゲートし、無関係な位置を精神的に結びつける「精神的地図」を作ると仮説を立てました。この考えは正しいことが後に証明されましたが、脳活動自体を研究するためにはより高度な手法が必要でした。ジョン・オーキーフは生理心理学の訓練を受けており、生物学的構造が精神現象に与える影響を研究していました。1960年代後半、彼はラットの脳内ニューロン活動を、動きと位置に関連付けて、埋め込みマイクロワイヤーで測定し始めました。この高度な測定法により、動物が自由に移動しているときの脳活動を自然な行動パターンとして研究できました。それまでの研究者が海馬活動を記録する際、制限された行動課題や厳格な刺激応答プロトコルに限定していたのに対し、オーキーフの研究は独自性がありました。その結果、ラットの海馬に「場所細胞」と呼ばれるニューロン群が存在することを発見しました。場所細胞は多くの記憶関連メカニズムの物理的な位置として知られています。海馬と場所細胞海馬は1950年代から記憶に関わる機能の中心とされてきました。たとえば、ヒト患者で両側海馬が失われると深刻な記憶障害が生じます。新しい記憶を符号化する能力が失われる一方で、既存の記憶は引き出せるという現象が見られます。また、ロンドンのタクシードライバーは何千もの通りをナビゲートするための徹底的な訓練を受け、その過程で対照群よりも海馬容積が大幅に増大することが知られています。オーキーフは、動物が特定の場所にいるときに場所細胞が活性化することを発見しました。系統的なテストにより、これは特定の刺激(例:色や食べ物)への反応ではなく、動物がその位置にいるときにのみニューロンが発火し、離れると止まることが示されました。各場所細胞は特定の位置に特化しているわけではなく、環境全体が特定の組み合わせの場所細胞を同時に活性化し、複雑な座標系を形成します。場所細胞に関するさらなる発見さらに掘り下げると、オーキーフはラットが新しい環境に曝露されると場所細胞の活動パターンが再配置され、習得されたパターンは持続することを発見しました。これにより、場所細胞が記憶の細胞基盤を形成していると理論付ける根拠が得られました。「細胞マッピング」という概念は当初論争を呼びましたが、やがて広く受け入れられ、記憶の生理学的基盤へのさらなる探求への道を開きました。新たなニューロンタイプの発見と正確な位置情報への注目が、空間記憶の仕組みを解く鍵となります。世界をマッピングする脳のグリッド場所細胞の発見は海馬中心の空間記憶研究に焦点を当てましたが、海馬への刺激の大半は背側脳辺縁皮質(エンコーテン)から来ています。この領域がメイ=ブリットとエドヴァルド・モーザー夫妻の研究対象となりました。従来の研究では、エンコーテンが海馬の場所細胞と類似した特性を持つ細胞を含むことが示されていましたが、モーザー夫妻はこの領域で全く新しい細胞「グリッド細胞」を発見しました。グリッド細胞の六角形パターングリッド細胞は特定のノードに配置され、非常に規則的な六角形パターンを形成します。このようなグリッドパターンは脳内で前例がなく、偶然ではなく複雑なネットワーク活動によって厳密に制御されたプロセスであることがすぐに明らかになりました。さらに興味深いことに、グリッド細胞は頭方向細胞と境界細胞、そして頭方向と境界機能を同時に持つ細胞からなるネットワークに埋め込まれていることが分かりました。頭方向細胞はコンパスのように機能し、動物の頭が特定の方向を向いたときだけ活性化します。一方、境界細胞はラットが壁や障害物に接触したときに活性化します。モーザー夫妻は、グリッド細胞、頭方向細胞、境界細胞がすべて海馬の場所細胞へ神経接続を投射していることも発見しました。このように、モーザー夫妻とオーキーフのさらなる研究により、場所細胞の「座標系」はグリッド細胞と境界細胞によって活性化・調整され、2層構造の複雑なシステムで実際の物理環境をニューロン上にマッピングすることが示されました。すべての哺乳類に保存されたメカニズム主に実験コストと倫理的理由からラットで行われた研究ですが、場所細胞とグリッド細胞に関する知見は他の哺乳類、さらにはヒトにも当てはまると考えられています。ヒトでは2003年に場所様細胞が、2010年にグリッド様細胞が確認され、進化を通じてこのシステムが保存されていることが示唆されました。哺乳類全体で海馬‑エンコーテン構造が高度に保存されていることは驚きではなく、非哺乳類の脊椎動物でも類似した海馬様構造が見られ、非常に古くから保存されたメカニズムであることが示唆されます。場所細胞にエンコードされた位置記憶は睡眠中に「リプレイ」され、パターンの統合と長期記憶の保存に寄与すると考えられています。これらの発見は、ニューロンレベルでの位置記憶と脳活動を説明する堅固な基盤を提供します。応用脳の複雑さを解き明かす本研究は脳の基本機能に関するものですが、他のノーベル賞受賞研究と同様に多くの潜在的応用があります。脳は血液脳関門により多くの化学的・バイオテクノロジー的治療が届きにくく、極めて複雑な臓器です。活動の大半が一過性の電気信号であり、化学シグナルはニューロンのシナプスインターフェースに限られます。例えば、ブラックホール形成に関する研究でノーベル賞を受賞したペンローズは、意識が量子現象から生じる可能性を指摘しています。この考えはニューロンの微小管からの量子効果の発見により裏付けられました。したがって、脳を標的とした治療は、記憶、意識、知覚がどのように脳内で生成・処理されるかについて深い理解が必要です。臨床的ニーズ記憶喪失は、加齢性認知症やアルツハイマー病など多くの神経変性疾患の最初で最も問題となる症状の一つです。オーキーフとそのチームは、アルツハイマー動物モデルにおいて場所細胞の劣化が空間記憶の劣化と相関していることを実証しました。海馬形成はアルツハイマー病で最初に影響を受ける構造の一つであるため、脳メカニズムの深い理解は新たな治療オプションをもたらす可能性があります。神経学への投資神経学は現在、最も先進的な生物学・医学分野の一つです。高齢化に伴い、加齢性の心理・脳疾患が増加しているため、その重要性は高まっています。本稿では、”次のブロックバスター治療:神経疾患の治癒“において、製薬セクターの「次なる大きな波」となる可能性を詳述しました。また、イーロン・マスク関連のNeuralink「脳チップ」など、最先端技術の焦点でもあります。神経学関連企業への投資は多数のブローカーを通じて可能であり、securities.ioでは米国ベストブローカー、カナダベストブローカー、オーストラリアベストブローカー、英国ベストブローカー、その他多数の国の情報をご提供しています。特定企業の選定に興味がない場合は、iShares Neuroscience and Healthcare ETF (IBRN)やTema Neuroscience and Mental Health ETF (MNTL)などのバイオテックETFを検討すると、神経学関連株への分散投資が可能です。神経学企業1. BrainStorm Cell Therapeuticsすべての神経学バイオテック企業が新薬に依存しているわけではありません。中には幹細胞療法で患者の神経系に新しい細胞を直接追加し、脳を修復しようとする企業もあります。BrainStorm Cell Therapeuticsは、幹細胞を用いて神経疾患の損傷を治癒または軽減する戦略を採っています。同社は自社の自家細胞技術プラットフォーム(NurOwn®)を使用し、患者の骨髄細胞を取り出してニューロンやその他の神経細胞に変換します。このプロセスはわずか7日で完了します。このプロセスで生成された神経細胞は患者自身の遺伝コードを持つため、移植細胞の不適合や拒絶リスクが排除されます。BrainStormは多発性硬化症、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、または自閉症スペクトラム障害などの神経疾患に注力しています。ALS治療は第3相試験に唯一残っており、早期に使用すれば疾患進行を遅らせる可能性があるという予備結果が示唆されています。遠い将来、BrainStormが開発するこの療法は、損傷した細胞を「再生」し、場所細胞、グリッド細胞、境界細胞などの超特殊化ニューロンに焦点を当てることが想像できます。2. BICO Group AB (BICO.ST)脳と神経を研究する一つの方法は、脳オルガノイドを使用することです。これらの人工的に作られたミニ脳は、ラボでニューロンが治療にどのように反応するかを再現し、実際の脳に対する治療法の開発を支援します。この仕組みと最新の進展については、”Meaningful Steps Toward Organoid Intelligence Being Taken“で詳しく議論しました。最近、ウィスコンシン大学マディソン校の研究者が、はるかに複雑な脳オルガノイドを3Dプリントしました。彼らはCellinkバイオプリンターを使用し、神経科学研究におけるこの機械の新たな可能性を開きました。2021年にCellinkはBICO Groupに名称変更され、2019年にCytena、2020年にScienionを買収しました。Cellinkはバイオプリンティング部門のブランド名のまま残っており、3Dプリンティング手法を再利用してオンデマンドで3D組織や臓器を作ることが目的です。(このトピックに関する議論は「3D...
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2024年8月1日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の功績への投資 – 肝炎ウイルスの発見
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」者に対し、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で賞を授与することが目的として創設されました。後にスウェーデン中央銀行が経済学賞(第6部門)を設けました。賞の受賞者を決定する権限は、複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設しようと考えたのは、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死の商人は死んだ」という見出しで、ノーベルが無煙爆薬、特にダイナマイトの発明者として非難したのです。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは巨大な鉄鋼工場を買収して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者・技術者・発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死によって富を得た人物としての遺産を残したくなかったのです。ノーベル賞現在、ノーベル財団は基金に投資された遺産から収益を上げ、金メダル(金メッキされた緑色のメダル)・証書・1,100万スウェークローナ(約100万米ドル)の賞金を受賞者に授与しています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分割されます。特に科学分野では、画期的な発見に2人または3人の主要研究者が共同または平行して貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとし、科学界で最高の賞となりました。放射能、抗生物質、X線、PCRなど、現代世界の基礎を築いた業績を表彰してきました。また、太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性といった基礎科学も対象となっています。肝炎の理解肝炎は静かな殺し屋であり、肝臓へのダメージは数年にわたり気付かれず、手遅れになることが多いです。この病は長らく謎に包まれてきましたが、原因は複数存在します。肝炎の一因は生活習慣や環境で、過度の飲酒や毒素が肝臓を損傷し肝炎を引き起こすことがあります。稀なケースでは自己免疫疾患が原因となることもあります。しかし、三番目のカテゴリーとして、病原体によって肝臓が損傷される場合があります。1940年代には、感染性肝炎の2タイプが特定されました。最初のタイプは汚染された食物や水と関連し、A型肝炎と名付けられました。高齢者や免疫力が低下した人では重症化することがありますが、治療可能で長期的な後遺症はほとんどありません。場合によっては最初の発症から6か月後に症状が再発することもあります。もう一方のタイプは血液や体液を介して伝染します。非常に潜伏性が高く、感染後何年も症状が現れないことがありますが、症状が出た時には致命的な肝不全や肝癌につながります。このタイプの感染性肝炎を引き起こす病原体を特定するには長い時間がかかりました。現在でもウイルス性肝炎は年間100万人以上の死亡者を出し、マラリアと同等、HIV/AIDSを上回る死亡原因となっています。肝炎Bだけですか?血液感染性肝炎の根本原因を突き止める最初のステップは1960年代に踏み出されました。1976年に肝炎Bウイルスの発見で医学ノーベル賞を受賞したバルーク・ブルンバーグがこの道を切り開きました。この発見により有効なワクチンと信頼性の高い検査が開発されました。当時、ハーヴィー・J・アルターという医師が、血液輸血を受けた患者における肝炎の発生を研究していました。彼は肝炎Aの発見者であるバルーク・ブルンバーグの元同僚でもありました。肝炎Bの検査が導入されたにもかかわらず、ウイルス性肝炎の汚染は依然として発生し、別の病原体が原因であることがすぐに明らかになりました。新たに特定されたこの疾患は当初「非A、非B肝炎」と呼ばれ、現在はC型肝炎(肝炎C)と呼ばれています。C型肝炎を特定するまでの長い道のり2020年に医学ノーベル賞を受賞した3人の研究者がC型肝炎ウイルスの同定に貢献しました。各自がウイルス発見に重要な個別の貢献を果たしています: ハーヴィー・J・アルターは、肝炎B以外のウイルスが血液輸血を汚染し、致命的な慢性肝炎を引き起こすことを証明しました。 マイケル・ハウトンは、未検証の戦略を用いて未だ特定されていないウイルスのゲノムを分離しました。 チャールズ・M・ライスは、非A、非B肝炎(すなわちC型肝炎)の原因ウイルスであることを疑いなく実証しました。 C型肝炎の追跡ハーヴィー・J・アルターの研究は、輸血後に発生する肝炎のうち20%しか肝炎Bの検出で防げないことを示しました。したがって、肝炎Bは唯一の原因ではなく、主要な原因でもありませんでした。さらに研究を進めると、この「非B肝炎」は罹患率が上昇し、臨床症状も変化していることが分かりました。特に、潜伏期間が短く、急性期が軽度で、長い潜伏期間の後に肝炎が発症するという特徴がありました。アルター博士が集めた証拠は、異なる疾患プロファイルを持つ第二のウイルスの存在を示唆していました。彼はチンパンジーがヒトの非B肝炎に感染できることを発見し、動物モデルを構築しました。このモデルにより、ウイルスが感染性を持ち、直径約30〜60nmのエンベロープ構造であることが判明しました。しかし、10年以上にわたり、既存のウイルス同定手法ではC型肝炎ウイルスを特定できませんでした。ゲノム技術が救う製薬会社チロンで働いていたマイケル・ハウトンは、ゲノム手法の初期形態を用いてウイルスの追跡に挑みました。彼らはアルターのチンパンジーモデルを利用して研究を進めました。最初のステップは、感染したチンパンジーの血液中に存在する核酸から大量のDNA断片を作成することでした。しかし、ウイルスDNAをスクリーニングするために用いた初期技術(ウイルス配列の濃縮や感染サンプルから相補的DNAを除去する手法)は失敗しました。そこで、彼らは細菌にDNA断片をタンパク質として発現させさせ、100万個の細菌コロニーをスクリーニングし、チンパンジーやヒトのDNA配列を含まない1つのコロニーを見つけました。期待通り、得られた遺伝配列は他の既知のRNAウイルスとある程度類似していました。さらに研究を進めると、ウイルスの遺伝配列をタンパク質に変換したものが感染チンパンジーの抗体と反応することが確認されました。ハウトンのチームはウイルス検査も開発し、C型肝炎汚染と関連付けられたドナーの血液中にウイルスが存在することを確認しました。因果関係の証明「非B肝炎」の存在が示されたことはパズルの最初のピースでした。ハウトンがウイルスの遺伝物質を特定したことは正しい方向を示していました。しかし、ウイルスが疾患を引き起こす直接的な原因であること、単なる相関関係ではないことを決定的に証明する必要がありました。これを成し遂げたのがチャールズ・ライスの貢献です。ライスはウイルス内に変異しにくい遺伝配列を特定し、これは感染とウイルス複製に重要であることを示唆しました。彼はそのウイルスRNAゲノムをチンパンジーの肝臓に注入しました。数回の試行の後、肝炎の臨床症状を再現することに成功し、数か月後にサルの体内で感染性ウイルス粒子が確認され、ウイルスRNAがC型肝炎の原因であり、感染性疾患の原因であることが確定しました。C型肝炎との闘いは続くウイルスの同定は、C型肝炎ウイルスに対する効果的な治療法開発への第一歩となりました。まず、感染者を特定し血液輸血による汚染を防止する検査が開発されました。ウイルスを実験室で研究できるモデルの開発にも大きな努力が払われました。ウイルス株は肝細胞系(in vitro)で増殖し、ヒト肝細胞を移植した特別なマウスでも増殖しました。しかし、ワクチンの開発は依然として困難で、治療法の開発にも時間がかかりました。C型肝炎治療C型肝炎治療の最初の画期的な進展は、ウイルス複製に不可欠なNS3/NS4Aプロテアーゼを阻害する薬剤クラスから生まれました。ベセプレビル、テレプレビル、シメプレビルなどの薬がこの原理に基づいて開発されました。別のアプローチはウイルスRNAの複製を標的とし、ソホスブビルとレディパシルが開発されました。これらは疾患に対する医療オプションを大きく向上させました。全体として、これらの薬は慢性感染患者の95%を治癒できますが、治療費が高額で全患者が利用できるわけではありません。その結果、C型肝炎による障害は国の富と強く相関し、貧しい発展途上国で高い罹患率が見られます。C型肝炎ワクチンウイルスに対するワクチン開発は遅々として進みません。これは、HIVのように低い認知度と長期の慢性期を持つ疾患でよく見られる課題です。また、ウイルスには60以上のサブタイプが存在し、単一のワクチンで全てに効果を示すことは困難です。それでも、C型肝炎の予防は健康増進と大幅なコスト削減につながります。米国では350万人が感染し、治療コースあたり24,000〜100,000ドルの費用がかかります。ある企業、Inovioはこのワクチンに取り組んでいますが、まだ第Ⅰ相臨床試験段階にとどまっています。また、同社のR&Dパイプラインページでもワクチンは言及されていません。肝炎研究と治療への投資何十年にもわたる研究と多数のノーベル賞にもかかわらず、肝炎に対する取り組みは依然として続いています。特にワクチンが未だ存在しないC型肝炎では顕著です。肝炎関連企業への投資は多数のブローカーを通じて可能で、securities.ioでは米国(米国)、カナダ(カナダ)、オーストラリア(オーストラリア)、英国(英国)、その他多数の国々(その他多数の国々)向けのおすすめブローカー情報を掲載しています。特定企業に絞りたくない場合は、バイオテックETFとしてPacer バイオスレット・ストラテジー ETF(VIRS)やAmplify Treatments, Testing and Advancements ETF(GERM)を検討できます。専用の肝炎またはウイルスのみのETFはありませんが、これらは肝炎関連株への分散投資を提供します。肝炎関連企業1. Gilead SciencesGileadは過去30年で最大のバイオテクノロジー成功例の一つです。主にウイルス学、特に未治療疾患に焦点を当て、当初はウイルス学、後に腫瘍学へと事業を拡大しています。新たな注力領域として炎症もあり、これは多くの難治性疾患の根本原因です。とはいえ、現在の収益の大部分はHIVから得られています。現在、30種類の承認薬を保有し、その多くはHIV、肝炎(ソホスブビルやレディパシルなどの主要薬剤を含む7つの治療法)およびがん向けです。R&Dパイプラインには59の臨床試験プログラムがあり、うち19が第III相です。肝炎に関するR&Dプログラムでは、B型肝炎の第II相治療薬、B型肝炎の第Ⅰ相ワクチン、そして肝炎D(B型肝炎が存在する場合にのみ増殖するウイルス)に対する2つの治療薬(第III相と第II相)があります。R&Dプログラムは感染症と腫瘍学の臨床試験が圧倒的に多く、特にHIV関連の臨床試験が13件あります。Gileadは時価総額から見ると意外に「ニッチ」なバイオ企業で、HIV、肝炎、そしてある程度の腫瘍学に非常に集中しています。投資家は同社のキャッシュフローが主にHIV市場に依存していることを理解しつつ、肝炎や他分野の専門性も見逃さないようにすべきです。2. Roche Holding AG (RHHBY)Rocheは長年にわたり腫瘍学(がん医薬品)のリーダーであり、Rituxan、Herceptin、Avastinといったブロックバスター薬を抱えていますが、現在はバイオ医薬品のジェネリック相当であるバイオシミラーの商業化圧力を受けています。同社は治療薬と診断の両方で活動しており、年間2800万人がRoche製薬を使用し、270億件のRoche検査が実施されています。治療部門は同社収益の約3/4を占めます。肝炎治療にも関与しており、PegasysはB型・C型肝炎の治療に使用され、他の薬剤と併用されることもあります。同社は肝炎検査も販売しています。2018年以降、Rocheの腫瘍学部門は着実に成長し、現在は同社収益の約4分の1を占めています。免疫学と神経科学も重要なセグメントです。同社のR&Dパイプラインには、開発中の161治療薬のうち78件が腫瘍学領域で、うち2件が承認済み、30件が第III相臨床試験段階です。Rocheは非常に大規模な製薬会社で、安定した収入と比較的安全な株を求める投資家に最適です。肝炎市場へのプレゼンスは強いものの、同社の他事業規模に比べればやや小さいです。したがって、感染症診断と腫瘍学の治療・検査を含む幅広い製薬セクターへのエクスポージャーを求める投資家にとって、同社は有力な選択肢と言えるでしょう。
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2024年7月31日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – レーザーの可能性
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に人類に最大の利益をもたらした者に対し、物理学、化学、生理学または医学、文学、平和の分野で賞を授与するために創設されました。後にスウェーデン中央銀行により経済学賞という第六の賞が設けられました。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことから生まれました。フランスの新聞が彼の兄の死を誤解し、彼の死亡記事を「死の商人が死んだ」と題したことで、ノーベルは煙のない爆薬、特に有名なダイナマイトの発明で非難されました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な武器製造業者に転換しました。化学者、技術者、発明家としての彼は、戦争と他者の死によって富を得た人物として記憶される遺産は望まないと悟りました。ノーベル賞現在、ノーベル財産は基金に保管され、ノーベル財団や金メッキされた緑の金メダル、証書、受賞者に授与される1100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の金銭的賞金を賄うための収入を生み出すよう投資されています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に、2人または3人の主要な研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献することが一般的な科学分野で顕著です。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとする、唯一の科学賞となりました。放射能、抗生物質、X線、PCR など、現代世界の基盤を築いた業績や、太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性といった基礎科学も表彰されています。レーザーの可能性1960年に発明されたレーザーは、物理学研究の世界で瞬く間に話題となりました。レーザーはコヒーレントな光のビームで、単一波長の極めて狭い光束を作り出し、長距離でも散乱しません。レーザー自体の創造はすぐにノーベル賞で表彰され、1964年にタウンズ、ニコライ・G・バソフ、アレクサンドル・M・プロホロフに授与されました「量子エレクトロニクス分野の基礎的研究に対し、レーザー・マサー原理に基づく発振器や増幅器の構築につながったことが評価されました」これは、レーザーが産業生産から通信に至るまで幅広い応用がすぐに明らかになったためです。しかし、他の科学者はこの視点でレーザーを見ず、技術をさらに研究しました。そして彼らは2018年にその発見でノーベル物理学賞を受賞しました。アーサー・アシュキンは、光ビームの「重み」だけで微小な物体を動かす方法を研究しました。一方、ジェラール・ムルーとドナ・ストリックランドは、超高速・超高出力レーザーパルスを生成する手法を開発しましたが、数十年後もこの技術がレーザーの速度と出力をどこまで向上させられるかはまだ見通せません。光での推進光を構成する光子は質量がなくてもわずかなエネルギーとそれに伴う運動量を持っています。理論的には、これだけで物体に触れずに動きを生み出すのに十分です。しかし、この効果で物体を動かすのは困難です。誘発される動きが非常に小さいため、実際には宇宙(ソーラーセイル)や微小な物体でしか機能しません。これはベル研究所のアーサー・アシュキンが好んだ研究分野でした。彼はマイクロメートルサイズの透明球体を使用し、レーザーで押し出すことができると確認しました。驚くべき観察として、球体は最も強いレーザービームの中心に引き寄せられました。これはビームの端が弱く、粒子を中心に保持するためだと判明しました。光で粒子を捕獲するここでアシュキンは、レーザーを自由に物体を掴んで移動させるツイーザーに変える画期的な発見をしました。そのために、レーザーを再焦点化し、空間の特定点に集中させるレンズを装置に追加しました。この焦点点で、粒子はレーザー光の圧力により中心に引き戻され、捕獲されます。1986年までに、この「単一ビーム勾配力光学トラップ」と呼ばれる手法は確立され、すぐに「光学ツイーザー」として一般的に知られるようになりました。数十ナノメートルから数十マイクロメートルまでの粒子を捕獲できます。この技術は、個々の原子を捕獲、操作、冷却する主要な手段となりました。生細胞を自由に操作するしかし、アシュキンはウイルスや細菌などの生体を操作する可能性により焦点を当てました。これまで使用していた緑色レーザーは強すぎたため、赤外線レーザーに切り替え、生命体への損傷を大幅に減らしました。この方法はウイルスや細菌全体、さらには細胞内部の構成要素を動かすことができることをすぐに証明しました。これにより、細菌の鞭毛が生み出すねじれの測定、細胞内の微小管(細胞骨格の一部)が及ぼす力、植物細胞のサブコンポーネントの操作が可能になりました。技術の精度と制御のさらなる進歩により、DNAの単一塩基対ほど小さな構成要素の操作、プロテアーゼ(タンパク質を分解する酵素)の機械的力の測定、RNA分子の解凍が可能になるでしょう。この分野では新しいアイデアがまだ開発中であり、例えばホログラフィック光学ツイーザーは何千ものツイーザーを同時に使用できます。同様の概念で、レーザーの代わりに音波を使用する(音響ツイーザー)ものも現在完成に向けて改良されています。私たちはこの記事「音波を利用した新技術で標的薬物送達が向上する可能性」で、外科手術や医療への革命的影響を検討しました。超高速レーザーパルスレーザーが登場した当初、最初の利用は連続レーザービームで行われました。しかし、すぐに高エネルギーパルスが多くの応用において、瞬時に大量のエネルギーを供給できることが明らかになりました。当初はモードロックレーザーを用いて改良が行われ、ナノジュールパルスをミリジュールレベルへと増幅し、パワーが百万倍に向上しました。しかし、1970年代にはエネルギーレベルの上昇が増幅器を損傷させ、進展が停滞しました。見つかった問題を回避する唯一の方法は、より大口径のレーザービームを使用することでした。しかし、これらは高価で、限られた国立研究機関のみが利用できました。さらに、1日数回しか発射できず、こうしたレーザーパルスを必要とする研究は大きく制限されました。チャープドパルス増幅(CPA)で救出レーザーパルス技術が停滞し、それに依存する研究プログラムも停滞していることが明らかになってきました。ここで、米国ロチェスター大学の博士課程学生ドナ・ストリックランドと指導教官ジェラール・ムルーが、このノーベル賞の一部を受賞しました。中心的な考えは、まずレーザーパルスを「伸長」させ、ピークパワーを低減することでした。これにより、増幅器材料を損傷させずに増幅できるようになります。その後、短いパルスに「再圧縮」し、以前よりはるかに高いパワーを実現しました。この手法はチャープドパルス増幅(CPA)と呼ばれます。概念はシンプルでしたが、実装は容易ではありませんでした。二人の研究者は実現まで数年かかりました。1キロメートル以上の光ファイバーを使用し、全コンポーネントの同期に苦労しました。1985年にようやく成功し、CPAはさらに強力なレーザーパルスを生成するために使用され続けました。超高速レーザーパルスの応用極小時間の観測超短パルスレーザーの応用の一つは、フェムト秒(10億分の1秒の100万分の1)オーダーで対象を「照射」することです。これにより、以前は瞬時と考えられていた分子の化学反応などの現象を観測可能にします。さらに進展により、アト秒科学(フェムト秒の1/1000)という全く新しい科学分野が開かれています。これにより、科学者は原子内部の電子ダイナミクスや分子や凝縮相の物質を調査できるようになりました。医療用途これらのレーザーはレーザープラズマ加速を生成するためにも使用され、陽子や電子などの粒子を極めて高いエネルギーで加速します。これらは放射線治療に利用でき、レーザーを用いることで病院に設置可能な小型装置が実現します。超高速レーザーは眼科手術にも使用され、メガネ不要にするLASIK手術や、糖尿病性網膜症(網膜の疾患)治療の光凝固などに利用されます。材料科学レーザーは材料を非常に精密に彫刻するために使用できます。しかし、長時間使用すると材料が急速に加熱され、破壊的な衝撃波が生じる問題があります。フェムト秒レーザーは彫刻を行いながらも、パルスが短いため過熱せず、この問題を解消します。前述のように、これによりレーザーは眼科手術、データ保存、そして体内血管に挿入する伸張金属のマイクロメートルサイズシリンダーである外科用ステントの製造などに利用できます。レーザー技術への投資レーザーは光ディスクから外科用ツール、3Dプリンティング、半導体、製造、ゲノムシーケンサーに至るまで、現代技術の無数の部分に存在し、2030年までに年平均成長率7.8%で178億ドルの市場が予想されています。レーザーの可能性については、当社の記事「レーザーは技術の進歩とともに今後数十年で重要な役割を果たす予定です」で詳しく読むことができます。防衛、医療、核融合などの将来の新たな用途も取り上げています。多くのブローカーを通じてレーザー関連企業に投資でき、securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、英国、そしてその他多数の国々における最適なブローカーの推奨リストをご覧いただけます。特定の企業を選びたくない場合は、iShares 米国テクノロジーETF (IYW)やProShares ナノテクノロジーETF (TINY)などのテクノロジーETFを検討できます。専用のレーザーETFは存在しませんが、これらはレーザーおよびテクノロジー株への分散投資を提供します。レーザー企業1. II-VI Marlow / CoherentCoherentは26,000人以上の従業員を擁する大手産業コングロマリットで、先進材料II-VI Marlowとレーザー製造メーカーCoherentの合併によりレーザー技術のリーダーとなっています。同社はインジウムリン化物、エピタキシャルウェハー、ガリウムヒ素など、レーザー、光学、フォトニクスに使用される先進材料の専門家です。過去10年間にわたる多数の買収により大きく成長しました。同社の収益の29%はレーザーから得ており、残りは光ファイバー、電子機器、計測機器などの関連装置から得ています。同社は熱光起電力(前回の記事で取り上げました)、シリコンカーバイド、レーザー、電子機器といった先進材料に関与しており、精密製造、3Dプリンティング、電化、再生可能エネルギーといった構造的トレンドの成長から恩恵を受けています。同社は最近、シリコンカーバイド事業を新会社に分離し、Coherentが75%を所有し、残りはパートナーの三菱電機(シリコンカーバイド電力IP提供)とデンソー(電動化とパワー半導体の自動車サプライヤーとしての活動)が同等に所有しています。2. CorningCorningは製造技術企業で、レーザー市場のリーダーでもあり、ガラス科学、光学物理(レーザーを含む)、セラミック科学という3つの主要技術に注力しています。5万人以上の従業員を抱え、光ファイバー(1970年に初の低損失光ファイバーを発明)、精密製造、耐衝撃・精密ガラス、無線ネットワーク、自動車排ガス制御(触媒コンバータ用セラミック)など多くの市場に展開しています。レーザー自体が極めて純度の高い材料と精密に作られたガラスに依存しているため、Corningが保有するさまざまな技術間には多くのシナジーがあります。全体として、同社は以下を含むコア技術での長い成功的イノベーションの歴史を持っています: 耐熱ガラス PIREX。 LCDガラス。 抗菌ガラス。 ジェームズ・ウェッブ望遠鏡用画像取得技術。 核融合用ビーム集光レンズ。 また、ガラスやその他の脆性材料の切断・研磨など、多くのレーザー搭載ツールを販売しています。先進的なレンズ、レーザー、セラミックは、半導体製造からライフサイエンスに至るまで、さまざまなハイテク応用でますます重要になっています。同社は航空宇宙、バイオテクノロジー・医薬品、エレクトロニクス・ディスプレイ、光通信、自動車分野に存在感を示し、各ニッチで技術的リーダーシップを保持しています。これらすべてのセクターは急速に成長し、専門プロバイダーが供給するハイテク機器への依存度が高まっています。そのため、同社は着実に成長し続け、複数のセクターでリーディングカンパニーであり続けると期待されます。
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2024年7月30日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – 新しい化学・医療ツールのための指向進化
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に従い、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」者に対して、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与されるように作られました。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のために創設されました。賞の受賞者を決定する権限は複数のスウェーデン学術機関に属しています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、ノーベル自身の死亡記事を掲載したことから、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。タイトルは「死の商人が死んだ」で、フランスの記事は煙のない爆薬、特にダイナマイトの発明でノーベルを非難しました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な武器製造メーカーに転換しました。化学者、エンジニア、発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死で富を得た人物としての遺産を残したくないと考えました。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メッキされた緑金メダル、証書、1,100万スウェーク(約100万ドル)の賞金を賄うために、ノーベルの財産は投資基金に保管されています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、2人または3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとし、科学的賞の代名詞となってきました。放射能ラジオアクティビティ、抗生物質抗生物質、X線X線、PCRPCRなど、現代世界の基礎を築いた成果や、太陽のエネルギー源太陽エネルギーの源、電子の電荷電子電荷、原子構造原子構造、超流動性超流動性などの基礎科学も称えられています。ツールとしての進化1859年にチャールズ・ダーウィンが『種の起源』を出版して以来、進化は生物学の中心にあります。ダーウィンは、環境からの圧力を受けることで生命は時間とともに変化するという重要な洞察を公表しました。ダーウィン以降、生物学者は進化が単なる生存競争だけでなく、以下のような多様な要因で微妙に影響されることを認識しています: 自然選択。 性的選択。 遺伝的ドリフト、遺伝的ドラフト。 発生的制約。 変異バイアス。 生物地理学。 全体として、進化は特定の状況下でランダムな変異の中から最も有益な変異を選択するプロセスです。この現象は「盲目的」なものであり、意識的な意図ではなく何百万もの変異に依存しています。単なる理論概念にとどまらず、進化は人類文明の重要な要素でもあります。まず、ランダムに現れた有用な形質を人工的に選択したことが、作物や家畜の家畜化を可能にしました。これらの生産的な食料源がなければ、私たちは石器時代を抜け出すことはできなかったでしょう。進化や指向進化について知る前から、私たちは推測と近似の組み合わせでそれを活用していました。進化は致命的な脅威にもなります。病原体は絶えず変異し、「勝者」は免疫系を回避し、より広がりやすくなります。これが抗生物質耐性を獲得する細菌のメカニズムでもあり、世代を重ねるごとに薬剤回避能力が向上します。進化を理解することは多くの科学者にとって強力なツールであり、2018年の化学賞受賞者はこの概念をさらに推し進めました。フランシス・H・アーノルドは、その年のノーベル化学賞の半分を受賞し、化学産業向けにより環境に優しいプロセスを開発するために進化の力を利用しました。一方、ジョージ・P・スミスとサー・グレゴリー・P・ウィンターはウイルスにおける進化を利用して新しい命を救う治療法を創出しました。酵素の力生命を支える多くの生化学的プロセスは、酵素と呼ばれる特殊なタンパク質によって駆動されます。極めて複雑な3次元構造と、タンパク質内に希少金属などの元素が頻繁に組み込まれることで、酵素は本来は起こり得ない、あるいは極めて遅い化学反応を加速させます。この化学反応の加速は「触媒作用」と呼ばれます。これにより、例えば大気中の窒素をアンモニアに変換する(細菌の窒素固定)といった化学反応が可能になります。このプロセスを工業的に再現するには、数百度の高温と大量のエネルギー、複雑な装置が必要です。酵素が少ないエネルギーで化学変換を行える驚異的な能力のおかげで、産業界は何十年も酵素を利用してきました。当初は酵母などの微生物を利用した発酵が主流でしたが、次第に単離した酵素自体が使用されるようになりました。しかしフランシス・アーノルドは別の考えを持ちました。自然の酵素を改変し、人間にとってより有用にすることです。進化を利用して新しい酵素を作る彼女の最初のプロジェクトは、洗剤や食品加工、包装、廃棄物処理に使われる酵素「サブチリシン」を改変することでした。自然のサブチリシンは水中で機能しますが、彼女は有機溶媒ジメチルホルムアミド(DMF)中でも機能する酵素を求めました。DMFは通常、ほとんどのタンパク質を分解し、酵素を機能不全にします。まず、対象遺伝子に変異を導入して何千ものバリアント酵素を作り出しました。その変異酵素遺伝子を大腸菌に導入し、35%DMF溶液中で活性を測定した結果、最も機能したバージョンを選択しました。その後、選択された配列にさらに変異を加え、再度活性を評価しました。驚くべきことに、わずか2「世代」の人工進化で、DMF中で水中よりも優れた活性を示すサブチリシンの新バージョンが得られました。さらに第3世代として、最新バージョンを再び変異させ、元の酵素より256倍DMF中で優れた活性を示す変異体を発見しました。ここで強調すべきは、どの変異がこの結果をもたらすかを研究者が予測できなかったという点です。手作業で一つずつ確認するのは極めて高コストで時間がかかります。代わりに、進化のメカニズムをミクロな環境で再現することで、記録的な短時間で新たな解決策が見つかります。この手法は、生化学工学全体の基礎となり、医薬品、化学、バイオ生産の多様な用途向けにカスタム酵素を創出する分野を生み出しました。新しい酵素触媒の創出アーノルドは酵素の既存活性を高めるだけでなく、自然界に存在しない全く新しい化学活性を創出しようとしました。しかし、この方法は最初にある程度の目的活性が必要で、進化によって選択・改良できるという前提があります。そのため、彼女とチームは理論的に自然界に存在しないが化学産業で有用となり得る反応に対して触媒活性を持つ酵素をランダムに改変しました。改変された酵素群の中から「目的反応に対して最低限の活性を持つ」酵素(たとえ低効率でも)を見つけ出しました。この出発点が確立すれば、指向進化により十分な世代の選択を経て高効率酵素へと進化させることが可能です。新しい生化学もし全く新しい触媒活性だけでは不十分であれば、アーノルドのチームは全く新しいクラスの生化学反応さえも発明しました。同様の低効率酵素から始める手法で、Rhodothermus marinus由来のシトクロムCがごく低い効率で炭素-シリコン結合を形成できることを偶然に発見しました。炭素-シリコン結合(有機シリコン)は人為的な化学では一般的ですが、生物が自然に利用することはありません。医薬品はもちろん、農薬、塗料、半導体、コンピュータ、テレビ画面など多くの製品で有用です。数回の指向進化により、変異したシトクロムCは元酵素の40倍の効率でシリコン-炭素結合を触媒し、同じ反応で知られる最高の非酵素触媒よりも15倍高い回転数を示しました。同様の結果は、単一エナンチオマー(同一分子の3次元配置のうちの一つ)だけが有用な化学物質の製造でも得られました。指向進化酵素の利点全構成の中で有用なエナンチオマーが一つだけの場合、エナンチオ選択性酵素は生産性を大幅に向上させ、廃棄物を削減します。これらの酵素はタンパク質からなる触媒であるため、汚染性の高い有毒金属や大量の有機溶媒の使用を不要にします。遺伝子研究の促進同時期に、他の研究者は1980年代にゲノム研究を進めていました。当時は遺伝学がまだ黎明期でした。彼らが直面した主な課題は、既知のタンパク質をコードする特定の遺伝子を特定することでした。ヒトゲノムが2000年代初頭に解読される何十年も前のことです。ジョージ・P・スミスのチームは、細菌だけに感染するバクテリオファージ(ウイルス)を用い、遺伝配列を迅速に複製する手法を開発しました。スミスは、未知の遺伝子や遺伝子断片の大規模ライブラリを作成し、それらをウイルスのカプセル表面にタンパク質をコードさせるDNAに挿入しました。これにより、外来タンパク質がウイルス表面に展示されます。その後、抗体を使って目的タンパク質を「釣り上げ」し、何百万ものファージから正しいものを選び出しました。副産物として、ファージに含まれるDNAも回収でき、未知の遺伝子と目的タンパク質を結びつけることができました。彼らはこの手法を「ファージディスプレイ」と呼びました。この技術自体は分子生物学の大きなブレークスルーであり、ゲノム理解の向上に大きく貢献しました。しかし、ノーベル賞の第3受賞者の貢献により、ファージディスプレイは人類にとって最も重要な応用を迎えることになります。抗体の進化進化的な力は種全体や特定の酵素だけでなく、私たちの免疫系にも働きます。遺伝子配列のランダム変異により、免疫細胞は数十万種もの異なる抗体を産生できます。自己免疫疾患を防ぐため、体内の細胞に反応する抗体は選択過程で除去されます。残された膨大な多様性により、理論上は新たなウイルスや細菌に対して少なくとも一種の抗体が対応できるのです。真の進化的プロセスにより、効果的な抗体は選択・増殖され、病原体に対する免疫が形成されます。この「抗体の進化」概念は、マウスに抗原を投与して得られた抗体を治療薬として利用する際にも活用されました。しかし、マウス由来の抗体はヒトの体内で免疫反応を引き起こすことが多く、問題となっていました。ファージディスプレイと指向進化の組み合わせここでグレゴリー・ウィンターは、スミスのファージディスプレイ手法を利用するアイデアを思いつきました。まず、ファージが抗体の活性部位をウイルスカプセル表面に表示する新しい方法を実証しました。その後、数十億種の抗体を持つファージライブラリを構築しました。このライブラリから、標的タンパク質と少なくとも部分的に相同性を持つ抗体を示すファージを選び出しました。次に、アーノルドの指向進化手法を用いて抗体配列をランダムに変化させ、新たなファージ/抗体断片ライブラリを作成しました。新しいライブラリから、最も強く標的タンパク質に結合する抗体断片だけを残し、プロセスを繰り返して非常に高い親和性が得られるまで選択を続けました。この方法により、1994年までにがん細胞に高い特異性で結合する抗体が開発されました。新しい治療オプションウィンターはこの技術を事業化し、Cambridge Antibody Technologyを設立して治療薬へと転換しました。2002年、ファージディスプレイを用いて作られた最初の完全ヒト化治療抗体が商品化され、商品名アダリムマブ(ブランド名HUMIRA)としてAbbVieにより販売されました。この薬は炎症を引き起こすサイトカインTNF-αに結合します。アダリムマブは関節リウマチ、乾癬、炎症性腸疾患、その他炎症関連疾患の治療に使用されます。アダリムマブは2021年にAbbVieにとって207億ドルの売上を達成し、バイオシミラー(生物学的医薬品のジェネリック)登場後も売上を維持しています。2006年、Cambridge Antibody TechnologyはAstraZenecaに7億2000万ポンドで買収されました。ファージディスプレイは現在、炎症性症候群、毒素中和、自己免疫疾患の対抗、転移性がん治療など、多くの新しい抗体ベース治療薬の創出に利用されています。指向進化への投資現在、ファージ療法で開発された抗体治療は、指向進化を活用した手法で生み出された市場の中で最も大きく、次いで酵素ベースの触媒が続きます。多くのブローカーを通じて関連企業に投資できます。以下のsecurities.ioで、米国ベストブローカー、カナダブローカー、オーストラリアブローカー、英国ブローカー、その他多数の国のブローカーをご覧ください。特定企業への投資に興味がない場合は、WisdomTree BioRevolution UCITS ETF (WBIO)、VanEck Biotech ETF (BBH)、またはFirst Trust NYSE Arca Biotechnology Index Fund...
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2024年7月29日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資:リチウムイオン電池で世界を駆動する
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年度に「人類に最大の利益をもたらした」と評価された物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で受賞者に賞が授与されます。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のために創設されました。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関に委ねられています。遺産への懸念ノーベル賞を創設しようと考えたのは、フランスの新聞が兄の死を誤って報じたことから自分の死亡記事を読んだアルフレッド・ノーベルがきっかけでした。「死んだ死の商人」という見出しで、フランスの記事は煙のない爆薬、特にダイナマイトの発明者としてノーベルを非難しました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を買収して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者・技術者・発明家としての経歴を持つノーベルは、戦争や他者の死によって富を得た人物としての遺産を残したくなかったのです。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メダル、証書、1,100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の賞金を賄うために、ノーベル財産は投資基金として運用されています。ノーベル賞の賞金は、特に科学分野で2〜3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見をした場合に、複数の受賞者に分配されることがよくあります。年月を経て、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとする「科学界の最高賞」へと成長しました。放射能、抗生物質、X線、PCRといった現代社会の基盤を築く成果や、太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性などの基礎科学も称賛されています。すべてを駆動するバッテリー今日、電化は止められない潮流となり、エネルギーシステム全体が化石燃料から置き換えられつつあります。電気自動車からヒートポンプまで、すべては金属と酸をベースにした従来の設計をはるかに上回る、はるかに強力なバッテリーの登場なしには実現できませんでした。バッテリーは電気を蓄えて再び放出する装置です。一部は使い捨てですが、実用的なのは充電可能なものです。長らく、19世紀半ばに発明された鉛酸バッテリーが低コストと頑丈さで支配的な充電式バッテリーでした。最も単純な形では、鉛酸バッテリーは充電時に酸から硫黄イオンを鉛原子へ移動させ、放電時にその反応を逆転させます。この設計は長く支配的でしたが、以下の問題で制限されました: 重量が重い 腐食性のある材料 数百から千回程度のサイクルしか持たない比較的短い寿命 時間経過による自己放電 エネルギー密度が低い これらの制約により、鉛酸バッテリーは自動車のスパークやラジオといった低電力用途に適していましたが、電子機器や化石燃料代替といった高い要求には対応できませんでした。この状況は、3人の研究者、ジョン・B・グッドイナフ、M・スタンリー・ウィッティンハム、そして吉野 彰の共同研究により変わります。彼らは2019年に化学賞を受賞し、リチウムイオン電池の開発に貢献しました。今日、リチウムイオン電池はコンピュータやスマートフォン、バックアップバンクから電気自動車、電力網、そして近い将来は航空機にまで応用が広がっています。リチウムの独特な電気的性質リチウムは1817年にスウェーデンの化学者によって初めて発見されました。原子番号3(核に3個の陽子)を持つ、最も軽い固体元素です。リチウム原子はサイズが小さく、外側の殻に1つの電子しか持ちません。その電子が別の原子に移動すると、原子あたりで非常に大きな電位変化が生じます。この極端な反応性はバッテリーに理想的ですが、同時に危険も伴います。高い反応性のため、純粋なリチウム金属は水や空気と接触すると自己発火する可能性があります。これは金属ナトリウムやマグネシウムと似た性質です。ほとんどのバッテリーは、負極(アノード)と正極(カソード)を液体電解質で結びつけるという基本概念に基づいて動作します。リチウムの極端な反応性により、電解質は水系では使用できませんでした。1960年代には、有機(炭素系)分子を用いた電解質が開発され、惰性、融点、酸化還元安定性、リチウムイオンと塩の溶解度、イオン・電子移動速度、粘度などの条件が調整されました。リチウムイオン電池の初期設計は金属リチウムをアノード、炭酸塩系化合物を電解質として使用しましたが、適切なカソード材料を見つけることがより大きな課題でした。大手石油がリチウム電池を創出驚くべきことに、内燃機関車を脅かす現代のリチウムイオン電池の起源は、エクソン・リサーチ・アンド・エンジニアリング社という「大手石油」企業で開発されました。1970年代、石油枯渇(ピークオイル)という概念が深刻に受け止められ、エクソンはエネルギー分野での継続的な存在感を確保しようと、トップクラスの科学者に豊富な研究予算と独立した研究の自由を与えました。その中にスタンリー・ウィッティンハム(Stanley Whittingham)氏がいました。スタンフォード大学出身の研究者で、「インターカレーション(層間挿入)」を専門としていました。インターカレーションとは、材料中の原子サイズの空孔がイオンと結合できる現象です。インターカレーションはリチウムイオンを隙間に保持できる理想的なカソード材料となります。しかし、カソードは以下の多くの仕様を満たす必要がありました: 電解質に溶解しないこと 電解質がインターカレーションしないこと インターカレーションが可逆的であること 充放電時の構造変化が最小であること 常温・常圧で動作できること ウィッティンハムはタントラム硫化物(TiS2)を最終的に採用し、タントラム硫化物は重量が重いという欠点があるものの、タントラムより軽量なチタン二硫化物(TiS2)に決定しました。性能向上のため、チタン二硫化物粉末をテフロンと混合し、スチール基盤に取り付け、ポリプロピレンフィルムとリチウム金属で包みました。デンドライト問題リチウムイオン電池の潜在的な問題として、充放電サイクルが繰り返されるとリチウムから樹状構造(デンドライト)が形成されることがありました。デンドライトが絶縁体を突き破り、バッテリー内部の2つの電極をショートさせると、短絡が起きて爆発の危険がありました。デンドライトがもう一方の電極に到達すると、バッテリーは短絡し、爆発につながる可能性があります。 消防隊は多数の火災を消し、最終的にリチウム火災用の特殊消火剤の費用を実験室に請求しようとしました。アルミニウムをリチウムアノードに添加することでデンドライトの形成を抑制し、1976年に時計用として最初の商用リチウムイオン電池が実用化されました。同時期に、1970年代のスタグフレーションで急騰した原油価格が下落し、新たな油田も発見されたことで「ピークオイル」の懸念は和らぎました。これによりエクソンの収益が減少し、基礎研究への投資が削減され、開発されたバッテリーは他社へライセンス供与されました。より優れたカソード材料スタンリー・ウィッティンハムが実用的なカソードを作り出した後、次のノーベル賞受賞者であるジョン・グッドイナフは電位をさらに向上させ、バッテリー性能を大幅に改善しました。グッドイナフは物理学者であり数学者でもあり、MITでランダムアクセスメモリ(RAM)の発明に関わった経験があります。その後オックスフォード大学に移り、エネルギーシステム、特にバッテリー研究に従事しました。リチウムイオン電池を研究する中で、金属酸化物がウィッティンハムの金属硫化物よりも優れていることに気付きました。体系的な探索の結果、リチウムコバルト酸化物が従来設計の2倍の電位(4V)を示すことを1980年に発表しました。このコバルト系設計は10年代までリチウムイオン電池の主流となり、その後コバルトフリーの代替化学が登場し始めました。詳細は「Designing a Better Battery – Out with Cobalt and In with…TAQ?」をご参照ください。リチウム研究の新拠点西側諸国では1980年代の原油価格急落により代替エネルギーへの需要が減少しましたが、日本では携帯型小型電子機器が急成長し、長時間駆動・軽量・小型という電源が求められました。旭化成の吉野彰は、バッテリーが欠けている重要なリンクであり、産業がそれを必要とすることを早くから認識しました。リチウムイオン電池はエネルギー密度の面で適合し、グッドイナフのコバルト系カソードも備えていましたが、リチウム金属アノードと危険なデンドライトの問題は依然として残っていました。吉野は純粋リチウムを使用した電池で、重い物体を落とすと強力な爆発が起きることを確認しました。この危険性は大型バッテリーの消費者保護法に適合せず、広報上の大災害になる恐れがありました。アノードからリチウムを除去する鉛筆の芯のような純炭素(グラファイト)は、金属リチウムアノードの代替として長らく知られていましたが、電解質中で損傷し粉砕される問題がありました。吉野彰がノーベル賞を受賞するきっかけとなった重要な洞察は、グラファイトの代わりに石油コークスを使用することでした。石油コークスは石油産業の副産物で、特定の品質はリチウムイオン電池の条件下で安定することが判明しました。吉野は、適切な結晶性を持つコークスアノードが大量のリチウムイオンを受容・放出できることを測定しました。この設計ははるかに安全で、より大きなリチウムイオン電池の商業化への道を開きました。その後、吉野は自ら開発したコークスアノードとグッドイナフのコバルト酸化物カソードを組み合わせた電池を構築しました。この電池は1991年にソニーと旭化成によって商業化され、グッドイナフの発見から11年、ウィッティンハムの最初の商用リチウムイオン電池から15年後のことでした。リチウムイオンの遺産と継続的な重要性吉野のコークス/コバルト酸化物リチウムイオン電池は、すぐに現代の電子機器全般に普及しました。これらはコンピューティングとエレクトロニクスの進化と共に、ノートパソコン、MP3プレーヤー、スマートフォン、ハンドヘルドゲーム機、タブレットへと発展し、私たちの日常に欠かせない存在となりました。リチウムイオンは電気自動車(EV)の台頭により新たな革命を迎えました。テスラや中国のBYD(バッテリー企業から世界最大の電気自動車メーカーへ、記事末尾で詳述)によって最初に大きく押し上げられました。1台のEVが数百台分のスマートフォンやコンピュータのバッテリー容量を消費するため、市場は2015年以前と比べて飛躍的に拡大しました。電化革命は現在最高潮に達しており、レガシーメーカーや小規模スタートアップが転換に苦戦しているものの、EV技術で先行する中国メーカーが圧倒的に優位に立っています。リチウムイオン電池は、間欠的な再生可能エネルギーに依存する電力網の安定化にも利用されていますが、これは必ずしも最適な化学ではないことも指摘しています(「The...
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2024年7月19日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – がん治療のための免疫学
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。Mr. Alfred Nobel’s willに基づき、前年に「人類に最大の利益をもたらした」者に対して、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与されます。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のために創設されました。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関が行います。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことがきっかけでした。フランスの新聞が彼の兄の死を誤って報じ、「死の商人が死んだ」と題した記事で、ノーベルは煙のない爆薬、特にダイナマイトの発明で非難されました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を買収して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者、エンジニア、発明家としての彼は、戦争や他者の死で富を得た人物としての遺産を残したくないと考えました。ノーベル賞現在、ノーベル財団と金メダル、証書、そして受賞者に授与される1100万スウェーク(約100万ドル)の資金は、投資基金からの収益で賄われています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、2人または3人の主要研究者が共同または平行して画期的な発見に貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞は理論的発見と実用的発見のバランスを取る科学賞として確立され、放射能、抗生物質、X線、PCR、そして太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性など、現代世界の基礎を築く成果が表彰されています。副作用と損害がん治療における大きな課題は、がんが他の疾患とは異なり、危険な細胞の制御不能な増殖である点です。ウイルス、細菌、寄生虫はすべて外来の生物であり、細胞構造が大きく異なります。そのため、感染症に有効な薬剤は人体の細胞に影響を与えずに病原体を攻撃できます。対照的に、がんは本来のプログラムを失い、制御不能に増殖する体細胞から構成されています。そのため、がん細胞を殺す薬は、ある程度は正常な体細胞にも影響を及ぼします。これは、がん細胞を多く攻撃する一方で多数の副作用を伴う化学療法(1988年医学ノーベル賞)の問題です。他にも、特定のがんに対して有効な治療法があります。例えば、非常にコンパクトながんに対する外科手術、白血病における全骨髄幹細胞移植(1990年医学ノーベル賞)、前立腺がんに対するホルモン療法(1966年医学ノーベル賞)などがあります。しかし、他のタイプのがんや転移が進んだがんは、これらの治療法だけでは通常治癒できません。したがって、細胞壁を破壊したりタンパク質合成を阻害したりする薬剤よりも、正常細胞とがん細胞を区別できる標的システムが必要です。ジェームズ・P・アリソンと本庶佑は、最終的にこのような発見を成し遂げ、2018年医学ノーベル賞を受賞しました。免疫システムの活用幸いにも、人間の体は免疫細胞という形で既にこのシステムを備えています。免疫システムの根本的なメカニズムは、自己(ヒト細胞)と非自己(細菌、ウイルス、真菌など)を区別することです。化学シグナル(主にタンパク質)によって免疫応答が活性化または抑制され、感染に対する防御を高めつつ、自己組織への自己免疫反応を防ぎます。免疫システムはがん細胞を異常として検出できることも分かっており、健康な細胞ががん細胞になる変化を感知し「非自己」とラベル付けします。1990年代には、T細胞(Tリンパ球)を抑制する分子が発見され、自己免疫疾患の治療候補として研究されましたが、後にがん患者への応用が検討されました。CTLA-4ジェームズ・P・アリソンは、免疫活性を低下させるT細胞タンパク質CTLA-4を研究していました。彼はCTLA-4を中和する抗体を開発し、これが免疫活性を高め、がんを標的にできるかを調査し始めました。1994年、彼のチームはCTLA-4の中和が実験用マウスのがんを治癒できることを発見しました。その後、実験結果をヒト治療へと転換する努力が続きました。投与量、安全性プロファイル、最適ながん対象などの課題が解決されるまで時間がかかります。それでもCTLA-4に関する研究は進展し、2010年の大規模臨床試験で、皮膚がんの一種であるメラノーマ患者に対し強い効果が示されました。これにより、FDAは2011年に治療法を承認し、IpilimumabがBristol-Myers Squibb(BMY)によって商品化されました。この発見は、完全に新しいがん治療「チェックポイント阻害抗体」の基礎テンプレートとなりました。PD-1ジェームズ・P・アリソンより数年前に、本庶佑はT細胞表面にPD-1というタンパク質を発見しました。長年の研究により、PD-1発現が「疲弊」したT細胞の特徴であることが明らかになりました。慢性感染やがんにおいてこの疲弊状態はT細胞機能不全を引き起こし、感染や腫瘍の制御が不十分になります。したがって、PD-1の機能を阻害すれば免疫システムが再活性化し、がん細胞を攻撃させることができます。概念的にはCTLA-4と似ていますが、メカニズムは全く異なります。CTLA-4と同様に、長年の研究と臨床試験を経て、2012年の重要な臨床試験に続きFDA承認の治療薬が登場しました。これには、転移性・難治性非小細胞肺がん患者向けに承認されたNivolumab(OpdivoとしてBristol-Myers Squibbが商品化)と、進行または転移性メラノーマ患者向けにMerckが商品化したPembrolizumab(Keytruda)が含まれます。チェックポイント阻害抗体の限界これらのがん治療は承認以来多くの命を救っていますが、まだ完璧ではありません。そのため、特に攻撃的で転移性がんに対して使用され、数年前まではほぼ死が確定的だったケースで効果が見られます。一つの制限は、治療が免疫システムを過度に刺激する点です。攻撃的・転移性がんに対しては有用ですが、健康な人の体内では過剰な免疫活性は感染やがん細胞だけでなく、健康な組織も攻撃し始める危険があります。これにより、皮膚発疹や腸の炎症から、内臓の炎症や内分泌腺の損傷といった稀だが深刻な問題まで、永続的な影響を及ぼす副作用が生じることがあります。チェックポイント阻害抗体療法の未来PD-1とCTLA-4はこのクラスの最初の治療薬に過ぎず、以降も多数の類似コンセプトやT細胞抑制の免疫メカニズムが見つかり、臨床試験が進行中です。同時に、PD-1とCTLA-4を組み合わせた併用療法が、単独使用で抵抗性を示すがんに対して研究されています。これは固形腫瘍に特に有用となる可能性があります。また、他のがん薬や放射線療法と組み合わせることで、効果向上が期待されています。チェックポイント阻害抗体を用いた治療を、がん細胞が存在する部位だけで活性化させる、あるいは標的部位でのみ作用させるといった戦略も検討されています。チェックポイント阻害抗体療法への投資CTLA-4とPD-1の発見は、免疫システムを活用した新たながん治療への道を切り開きました。これらの療法は、かつては死が確定的だったケースで驚異的な効果を示すため、既存のがん治療と直接競合せず、非常に収益性の高いビジネスラインとなっています。臨床試験が増え、治療プロトコルの最適化が進むにつれて、新たながん種への適用や毒性低減が実現し、市場は拡大し続けるでしょう。がん関連企業への投資は多くのブローカーを通じて可能であり、当サイトでは米国、カナダ、オーストラリア、英国、およびその他多数の国における最適なブローカーをご紹介しています。以下で取り上げる企業以外にも、当記事の「トップ10がん治療株」で投資アイデアを見つけることができます。特定の製薬企業に限定したくない場合は、免疫療法に特化したがんETF、例えばiShares Genomics Immunology and Healthcare ETF (IDNA)やLoncar Cancer Immunotherapy ETF (CNCR)への投資も検討できます。これにより、免疫療法市場全体の成長と本記事で取り上げた免疫調整剤の恩恵を受けられます。免疫療法企業1.Bristol-Myers Squibb CompanyBMSは腫瘍学分野で長年の実績を持つ企業で、2019年のCelgene買収によりその地位がさらに強化されました。2023年10月には、現金と負債による58億ドルの全額現金取引でMirati Therapeuticsを買収し、肺・肝・膵臓がん治療ポートフォリオを取得しました。この取引は2024年上半期に完了する見込みです。BMSのR&Dはこの買収と相まって大幅に強化され、2021年以降に新製品が急速に増加し、2021年からは3倍以上に成長しました。「インラインブランド」も前年同期比で7%伸びています。同社のR&Dパイプラインは腫瘍学が中心で、開発中の71件のうち50件ががん治療を対象としており、固形腫瘍、リンパ腫、骨髄腫に焦点を当てています。総じて、免疫学と腫瘍学への注力が実を結び、R&Dの成果が良好です。また、がんの原因と潜在的な標的に関する深い理解が、パイプラインをさらに充実させています。既存薬の新たな適応例として、最初のCTLA-4薬であるOpdivoが2024年に「切除不能または転移性尿路上皮がんの第一選択治療」として新たに承認されました(参照)この腫瘍学への注力は、カスタム細胞株やモノクローナル抗体の製造に高度な施設を必要とするため、製造面でも利益を生んでいます。BMSは2018年以降急速に成長し、腫瘍学のリーディングカンパニーの一つとなっています。この地位は今後数年も維持され、株主にとって高い収益性が期待されます。2. MerckMerckはイベルメクチンに関するノーベル賞受賞につながるイノベーションを歴史的に持ち、当記事「ノーベル賞の成果への投資 – 寄生虫駆除薬」でも取り上げました。Merckは進行性または転移性メラノーマ患者向けのPD-1阻害薬Pembrolizumabを商品化し、Keytrudaという名称で販売しています。この薬は腫瘍学でベストセラーとなり、2024年初頭の売上の43%を占めました。残りの売上は主にワクチン(MerckはCOVID-19以外のワクチン販売でトップ)と感染症部門から来ています。Keytrudaの急成長は、2021年以降に承認適応を積極的に拡大するMerckの戦略によるもので、現在では肺、腎臓、皮膚、乳房、子宮頸部、膀胱のがんに対して承認されています。これにより、同社のポートフォリオは末期がん中心から、疾患ステージ全体にわたる広範なアプローチへとシフトしました。Keytrudaは、4つの早期がんで生存率を向上させた唯一の免疫腫瘍学薬として、独自の特徴を示しています。Merckの腫瘍学リーダーシップは現在も進行中で、これまでに260万人以上の患者が治療を受け、30,000人以上が30の第III相臨床試験に参加しています(FDA承認前の最終段階)。Merckは、腫瘍学ポートフォリオに加えて、Keytrudaと寄生虫治療薬イベルメクチンという2つのノーベル賞受賞製品を保有する、極めて革新的な製薬大手です。同社はこれらの収益を再投資し、広範な腫瘍学製品ラインを開発するとともに、ワクチンと感染症分野のリーダーシップも拡大しています。これらの治療領域はより良い治療法を必要とし、人口の大部分に影響を与えるため、今後の企業成長につながると考えられます。
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2024年7月17日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – 重篤な寄生虫と戦う薬
By Jonathan Schrammノーベル賞の歴史ノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、物理学、化学、生理学または医学、文学、平和の分野で「前年度に人類に最大の利益をもたらした者」に賞を授与するために創設されました。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済科学のために創設されました。受賞者の決定は複数のスウェーデンの学術機関に委ねられています。遺産に関する懸念ノーベル賞を創設する決断は、アルフレッド・ノーベルが自分の死亡記事を読んだことから生まれました。フランスの新聞が彼の兄の死を誤解し、誤って彼の死亡記事を掲載したのがきっかけです。その記事は「死んだ死の商人」と題され、ノーベルが発明した無煙爆薬、特に最も有名なダイナマイトについて非難しました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を購入して主要な兵器メーカーに転換しました。化学者、技術者、発明家としての経歴を持つ彼は、自身の遺産が戦争や他者の死で富を得た人物として記憶されることを望まなかったのです。ノーベル賞現在、ノーベルの財産は基金に保管され、収益を上げてノーベル財団や金メッキされた緑色の金メダル、証書、そして受賞者に授与される1100万スウェーデン・クローナ(約100万ドル)の賞金を賄っています。しばしば、ノーベル賞の賞金は複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、画期的な発見に対して2人または3人の主要な研究者が共同または平行して貢献することが一般的です。年月を経て、ノーベル賞は最高の科学賞となり、理論的な発見と実用的な発見のバランスを取ろうとしてきました。現代世界の基盤を築いた業績、例えば放射能、抗生物質、X線、またはPCR、さらに根本的な科学として太陽のエネルギー源、電子の電荷、原子構造、超流動性などに報酬を与えてきました。寄生虫起因疾患の重みかつて、近代化学と医学は抗生物質のおかげで細菌感染による問題の大部分を解決したと考えられていました。しかし、現在ではそれが完全ではないことが分かっています。世界で100万人以上が抗生物質耐性感染症で死亡している。しかし、ペニシリンが発明される前の世界と比較すると、ほんの小さな風邪や切り傷が致命的な感染症につながることは極めて稀でした。このため、ペニシリンは1945年のノーベル医学賞で認められました。しかし、別の疾患群である寄生虫疾患は依然として人類の健康を深刻に脅かしています。これらは小さな多細胞生物によって引き起こされ、特に熱帯地域や貧困国で世界人口の大部分に影響を及ぼしています。例えば、リンパ系フィラリア症は1億人以上が罹患しており、慢性的な炎症を引き起こし、生涯にわたる差別的で障害的な臨床症状、象皮症(リンパ浮腫)や陰嚢水腫をもたらします。次に、河川盲目症(オンコセルカ症)があります。これは病原体を運ぶハエに刺されることで感染し、1550万人が寄生虫の蠕虫に罹患しています。別の寄生虫であるプラスモジウムはマラリアの原因で、温暖な気候の蚊に刺されることで感染します。この生物は赤血球に侵入し、倦怠感、発熱、重症の場合は脳障害や死亡を引き起こします。マラリアは世界で最も脆弱な34億人に脅威を与え、毎年45万人以上、主に子供が命を落としています。治療法の発見これらの疾患は、蠕虫や単細胞真核生物など高度なカモフラージュ機構(例:赤血球内に潜むマラリア)を持つ複雑な生物によって引き起こされるため、薬での治療が困難です。細菌の細胞壁に直接作用する抗生物質のような分子は効果がありません。そのため、より「エキゾチック」な分子を探索して解決策を見つける必要がありました。2015年ノーベル賞の3人の受賞者は、植物が産生する分子から新しい寄生虫治療薬を見出しました。ウィリアム・C・キャンベルと大村智はアベルメクチンの共同発見に貢献し、屠呦呦はアルテミシニンの発見に貢献しました。アベルメクチンは後に改良されてイベルメクチンとなり、動物と人間の健康に使用される強力な駆虫薬となりました。アルテミシニンは新しい抗マラリア薬のクラスを創出し、多くの命を救いました。発見への困難な道3人の研究者は、発見に至るまで極めて時間のかかる慎重なプロセスを踏む必要がありました。大村智は日本の微生物学者で、天然産物の分離に長けています。彼は土壌中に存在する細菌属ストレプトマイセスを詳細に分析しました。ストレプトマイセスは他の微生物に対して有毒な化合物を多数産生し、その中で最も有名だったのが1939年に発見された主要な抗生物質ストレプトマイシンで、セルマン・A・ワクスマンが1952年にノーベル賞を受賞した発見です。大村は何千ものストレプトマイセス培養株を単離し、最終的にそのうち50株を詳細に研究しました。この時、米国のメルク治療研究所で寄生虫生物学の専門家であるウィリアム・C・キャンベルが協力に加わりました。彼はある細菌培養物中の化学化合物が動物の寄生虫に対して非常に効果的であることを発見し、分子を単離してアベルメクチンと名付けました。アベルメクチンは後に若干改変されてイベルメクチンとなり、さらに効率的になりました。別の研究ラインで、屠呦呦はマラリアに取り組み、伝統的な中国医学から新たな治療法を探しました。マラリアはかつてキラルジンやキニーネで治療されていましたが、効果が低下していたため、代替手段が重要でした。この緊急の必要性に応えて、アルテミシニンを発見したプログラムは中国人民解放軍によって立ち上げられ、資金提供されました。彼女はマラリア感染を動物で緩和するハーブ療法の効率を大規模にスクリーニングしました。その結果、アルテミシア・アヌスという植物から抽出物が有力な候補として浮上しました。しかし、最初は結果が一貫せず、結論が出ませんでした。古代文献と伝統的実践を研究することで、屠呦呦は活性化合物をより効率的に生成・抽出する方法を見つけ、成功率を安定させました。彼女は1972年に、抽出された分子(現在のアルテミシニン)が動物と人間の両方のマラリアに対して有効であることを初めて実証しました。イベルメクチン大成功イベルメクチンは1981年に獣医用駆虫薬として商業化されました。メルクにとっては大成功で、世界で最も売れた獣医薬となりました。メルクは薬のヒト医療への潜在的利用も検討し、フランスで1987年に承認されました。1988年にはイベルメクチンの商標名Mectizanが、メルクが資金提供した寄付プログラムで河川盲目症根絶のために使用されました。このプログラムはTask Force For Global Healthによって実施され、メルク、WHO、そして地域の公的・民間の関係者が協力しました。現在、年間4億人に届いています。35年後、河川盲目症はコロンビア、エクアドル、グアテマラ、メキシコで根絶され、他の多くの国も完全根絶に向けて進んでいます。これは長い時間を要しました。薬は少なくとも年に一度全地域に投与され、プログラムは10〜15年、あるいは成虫蠕虫の寿命にわたって継続する必要がありました。すべての成虫が死に、幼虫が成虫に成長できなくなると、地域から病気は根絶されます。イベルメクチンはリンパ系フィラリア症や、線虫や節足動物が原因の他の寄生虫疾患にも有効です。メルクの寄付は、GSKがアルベンダゾールを寄付し、イベルメクチンと共にリンパ系フィラリア症根絶に貢献するなど、他の類似プログラムにも影響を与えました。COVID論争イベルメクチンはパンデミック中に大きな論争の中心となり、一部ではCOVID-19に対する奇跡の薬と見なされました。このため、FDAがソーシャルメディアで有名なコミュニケーションを行うなど、劇的なプレスリリースが出ました。“あなたは馬でもない。牛でもない。本気で、みんな。やめてくれ。”The Guardianイベルメクチンは抗マラリア薬ヒドロキシクロロキンと共に、COVID-19ウイルスやワクチンの代替治療として議論されました。今、情勢はやや落ち着き、振り返ることができます。警告は、人々が動物用に設計されたイベルメクチンの投与量や製剤を人間に使用したことから出ましたが、これは医学的に適切とは言えません。これは、イベルメクチンがヒトで非常に良好な効果を示すこと(河川盲目症プログラム参照)を変えるものではありません。しかし、ウイルス感染に対する効果は最良でも疑わしく、適切でない投与量は潜在的に危険な治療です。現在までにFDAと複数の研究はイベルメクチンがCOVID治療に対して肯定的な効果を示さないと結論付けており、主にこの用途には非効率的と見なしています。アルテミシニンアルテミシニンは時間とともにマラリアの標準治療となりました。植物から発見されたものですが、現在は遺伝子組み換え酵母で合成された前駆体分子から生産できるようになり、植物から直接抽出するよりもはるかに効率的な生産プロセスとなっています。GMO酵母やGMO植物での生産は、分子の世界的需要に応え、コストを削減し、マラリア管理をより良く制御する助けとなります。これは特に重要です。アルテミシニンは非常に効果的な抗マラリア薬ですが、代替薬よりも高価です。マラリアに罹患する多くの国や人々は比較的貧困であるため、世界的な採用が制限されています。コストと生産制約によりまだ十分に活用されていませんが、アルテミシニンはサハラ以南のアフリカだけで最大150万人の命を救った。耐性この分子はWHOにより、耐性リスクを抑えるために併用療法で使用することが強く推奨されています。最初の耐性例は2008年にカンボジアで報告され、以降2014年まで東南アジア全域で報告されました。劇的ではありませんが、治療への耐性が拡大すると何百万人もの命が危険にさらされます。幸い、GSKが開発したマラリアワクチンが近々大規模に展開される可能性があります(下記参照)。抗寄生虫企業寄生虫起因疾患に罹患している人々の大多数が開発途上国にいるとはいえ、これは大手製薬会社にとって重要なビジネスです。多くのブローカーを通じて医薬関連企業に投資できます。securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、英国、その他多数の国における最高のブローカーをご紹介しています。特定の製薬会社を選びたくない場合は、First Trust Nasdaq Pharmaceuticals ETF(FTXH)やVanEck Pharmaceutical ETF(PPH)、あるいは投資すべき5つのヘルスケアETFなどのバイオテックETFを検討できます。これらはより分散されたエクスポージャーを提供します。1. Merckイベルメクチンの共同発見者を雇用し、多くの国で河川盲目症の完全根絶に貢献したメルクは、寄生虫疾患との闘いにおいて特別な位置を占めています。抗寄生虫治療は、同社の年間56億ドル規模の獣医事業(総収益の10%)の大部分を占めています。メルクはワクチンのリーダーでもあり、ほとんどの病原体、特にウイルスに対抗する主要な手段です。メルクは非COVID-19ワクチン販売でトップの位置にあります。ベストセラーの一つはヒトパピローマウイルス(HPV)ワクチンGardasilで、2023年に88億ドルの売上を達成し、過去3年間で爆発的な収益成長を示しています。同社はV116ワクチンのPDUFA日程が2024年6月に設定された新しい肺炎球菌ワクチンや、R&Dパイプラインにある他の5つのワクチンの発売を検討しています。これには、低所得国を苦しめる熱帯病であるデング熱も含まれます。メルクは寄生虫治療からワクチン、専用分子に至る感染症分野で長いリーダーシップの歴史を持ちます。その成功は主にイベルメクチンの技術的・商業的成果に基づいています。このため、同社はこのセクターへのエクスポージャーを求める投資家にとって良い選択肢です。特に、寄生虫や熱帯病に影響を受ける多くの国々は平均所得が急速に上昇しており(特に東南アジア)、大規模な公衆衛生キャンペーンや病気根絶の資金調達が可能になっています。これらの国々は過去35年間にわたる無料イベルメクチン提供プログラムのおかげでメルクに対して大きな好感を抱いています。2. GSKアルテミシニンの大部分は中国とインドで生産されています。しかし、西側に上場している他の投資対象企業もマラリアや他の寄生虫との闘いに積極的です。その中で、マラリア関連特許数で圧倒的に最大手はGSKです。GSKは2024年にアフリカで新しいマラリアワクチンの展開を開始しました。臨床試験では、ワクチン接種から1年後にマラリア症例の半数が予防され、季節的に使用すれば症例は75%減少します。このワクチンは人工タンパク質とウイルス様粒子を使用し、従来のワクチンがマラリアに対して効果を示さなかった長期的な課題を解決します。第二のマラリアワクチン(R21/Matrix-M)はオックスフォード大学が開発し、承認され現在展開中です。これは新世代ワクチンの一部で、当記事「次世代ワクチン」でも取り上げました。マラリアはGSKの革新的ワクチンシリーズの最新例に過ぎません。同社は特に5種混合メニンゴコッカスワクチン(2023年に16億ドルの収益)を販売しており、米国で2024年4月に承認を受けたことで2024年の収益が大幅に増加すると見込まれます。さらに革新的なワクチンが開発中で、対象は以下の通りです: インフルエンザ シングル 髄膜炎菌疾患 肺炎球菌疾患 B型肝炎 単純ヘルペスウイルス GSKは広範囲の駆虫・抗寄生虫分子であるアルベンダゾールの製造元でもあります。同社は2000年以降、リンパ系フィラリア症と土壌伝播性線虫症という2つの最も広範なNeglected Tropical Diseases(NTDs)に対して、100億錠の薬を無料で提供しています。GSKは非常に大規模な製薬会社で、経験、R&Dパイプライン、ネットワークを有し、感染症との闘いに実質的な変化をもたらすことができます。これにはマラリアだけでなく、ワクチンや小分子薬で対処できる多くの他の疾患も含まれます。
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2024年7月16日
By Jonathan Schramm
ノーベル賞の成果への投資 – 正確な遺伝子工学のためのCRISPR
By Jonathan Schrammノーベル賞は科学界で最も権威のある賞です。アルフレッド・ノーベル氏の遺言に基づき、前年に「人類に最大の利益をもたらした」人物に対し、物理学、化学、生理学・医学、文学、平和の分野で授与されます。第6の賞は後にスウェーデン中央銀行によって経済学賞として創設されました。受賞者の選定は複数のスウェーデン学術機関が担当しています。遺産への懸念アルフレッド・ノーベルがノーベル賞を創設しようと決めたのは、フランスの新聞が彼の死去を誤って報じ、彼の死亡記事の見出しが「死の商人が死んだ」となったことがきっかけです。その記事は、ノーベルが発明した煙の出ない爆薬、特にダイナマイトに対して激しく非難しました。彼の発明は近代戦争の形を大きく変え、ノーベルは大規模な鉄鋼工場を買収して主要な兵器メーカーへと転換しました。化学者・技術者・発明家としてのキャリアを持つノーベルは、戦争や他者の死によって富を得た人物としての遺産を残したくなかったのです。ノーベル賞現在、ノーベルの財産は基金として運用され、ノーベル財団や金メダル、ディプロマ、受賞者へ支払われる1100万スウェーク(約100万米ドル)を賄うための収入を生み出しています。ノーベル賞の賞金はしばしば複数の受賞者に分配されます。特に科学分野では、画期的な発見に2人または3人の研究者が共同で貢献することが一般的です。長年にわたり、ノーベル賞はTHE科学賞として、理論的発見と実用的発見のバランスを取ろうとしてきました。放射能(マリー・キュリーとピエール・キュリー)、抗生物質(フレミング)、X線(レントゲン)、PCR(カリック)、太陽のエネルギー源(核融合)、電子の電荷(ミリカン)、原子構造(ボーア)、超流動性(ロバートソン)など、現代社会の基盤を築いた業績が表彰されています。CRISPR – 遺伝子工学の革命遺伝子工学の難しさ1993年のノーベル賞でPCRが表彰されて以来、科学者や医師は人間・動物・植物のゲノムを自由に編集できることを夢見てきました。しかし、実際には非常に困難で、初期の手法は十分に機能しませんでした。単に遺伝子を特定したり、試験管内で正しい配列を作製したりするだけでは不十分です。その遺伝子を生細胞に導入し、ゲノムに統合しなければなりません。たとえば「新しい品種の植物」を作るだけであれば、失敗率が高くてもランダムな挿入が許容されることがあります。処理された細胞の99.9%が死滅または遺伝子を正しく発現しなくても、0.1%が目的の結果を示せば、増殖させて農家に販売できます。しかし、このような手法は人間への治療には全く不適切であり、植物や動物への応用でもその粗さが批判されました。新たなパラダイム2012年にジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエがCRISPR‑Cas9というタンパク質を発見したことで状況は一変しました。二人は2020年に化学賞を受賞しています。発見からノーベル賞までわずか8年という短期間で、すぐに生物学分野のゲームチェンジャーと認識されました。CRISPRシステムは、特定のゲノム領域を「編集」できるようにします。目的の配列でその部位を置換したり、既存の遺伝子を阻害したり、特定の配列を削除したり、正しい配列を挿入したりできます。いずれの場合も、編集はゲノムの特定セクションだけで、完全に予測可能に行われます。無秩序な遺伝子挿入はがんリスクなど重大な問題と関連付けられているため、これは重要です。さらに重要なのは、標的細胞に対する毒性が従来の手法に比べて桁違いに低く抑えられる点です。さらに多くのCRISPRその圧倒的な可能性から、CRISPRはバイオテック全体のR&Dの中心となりました。Cas12、Cas12a、Cas13、Cas5、Cas8、Csx10など、さまざまな新しいCRISPRシステムが次々に発見されています。現在、人間医療の研究は主にCas9とCas12に集中しています。技術的に詳しい方は、この学術論文とこの記事、さらに当サイトのCRISPR‑Cas12a解説をご参照ください。AI CRISPR現代生物学ではデータ過多が深刻な問題です。何十億ものアミノ酸配列、数千種の細菌が含まれるマイクロバイオームマップ、原子レベルの構造変化が機能に影響を与えるといった、解析すべきデータは膨大です。幸い、AIの台頭により研究者はこのデータ洪水を処理できるようになり、CRISPRも例外ではありません。さらに、OpenCRISPR‑1などのオープンソースリソースが登場しています。これらのAIシステムは、自然界に存在しない多様なCRISPR様タンパク質や「Cas9様エフェクタタンパク質用のsgRNA配列」を生成できます。実際に新しいCRISPR様タンパク質とRNA配列を実験したところ、生成された遺伝子エディタはSpCas9と同等、あるいはそれ以上の活性と特異性を示しました。CRISPR は奇跡的な治療法遺伝性疾患CRISPRの最も明白な応用は遺伝性疾患の治療です。遺伝性疾患は致命的または重度の障害をもたらし、米国では10人に1人が7,000以上の希少疾患のいずれかに罹っています。そのうち半数は子どもです。希少疾患は遺伝的要因が72%を占めるため、薬剤で刺激・活性化できない完全に欠損した生物学的機能を持つことが多く、治療が極めて困難です。単一遺伝子の欠陥や過剰コピー、欠失などが原因で、細胞内レベルでの欠損が治療の標的部位への到達を阻むことが多いです。これらの疾患それぞれに対し、欠損したゲノム領域を特異的に標的とし、修復するカスタムCRISPRシステムが構想可能です。最初の成功例最初に実証されたCRISPR応用は、2023年に米国食品医薬品局(FDA)が鎌状赤血球症(SCD)治療を承認したことです。この成果はCRISPR Therapeuticsが達成し、共同発見者であるエマニュエル・シャルパンティエが創業した企業です。(詳細は 「SCDに取り組む全企業」記事をご覧ください)このSCD治療はその後、別の血液遺伝疾患であるベータサラセミアの治療にも承認が拡大されました。さらなる治療例近い将来、CRISPRは失明の一部形態を治す可能性があります。この研究はEditas Medicineが支援しており、同社はCRISPR共同発見者のジェニファー・ダウドナが創業しました。「試験参加者の一人は、携帯電話を紛失した後に見つけられたことや、コーヒーマシンの小さなライトで稼働を確認できたことを報告しています。視覚が正常な人にとっては些細なことに思えるかもしれませんが、低視力者の生活の質に大きなインパクトを与えるでしょう。」– マーク・ペネシ医師、オレゴン健康科学大学主任科学者この失明治療は「in‑vivo」療法であり、体内の細胞遺伝子を直接改変します。一方、SCD治療は「ex‑vivo」方式で、体外で細胞を取り出し編集した後、再び患者に戻す手法です。先天性失明治療は、初期臨床試験で得られた有望な結果の始まりに過ぎません。 2024年1月、先天性難聴の11歳少年に対する治療が世界初の成功を収めました。この臨床試験はEli Lilly(LLY)と子会社Akouosが実施しました。CRISPRによる難聴治療は「遺伝子治療臨床試験で聴覚回復」記事で取り上げられています。 他にも中国でOtovia TherapeuticsとShanghai Refreshgene Therapeuticsが支援する2件、米国のRegeneron(REGN)とDecibel Therapeuticsが実施する試験が進行中です。 CRISPR を遺伝性以外の疾患に応用するCRISPRは遺伝子の追加・除去が自由にできるため、遺伝性疾患以外の治療にも応用可能です。例として、Excision BioのEBT‑101はヒト免疫不全ウイルス(HIV)に対し、統合されたレトロウイルスをゲノムから「切除」することを目指し、第一回の安全性試験で好結果を示しました。また、Verve Therapeuticsは心血管疾患を標的とした2つのin‑vivo遺伝子治療(VERVE‑101、VERVE‑102)を開発中で、ベースエディティング技術を用いて従来のCRISPRより安全かつ強力なアプローチを提供します。糖尿病CRISPRが貢献できるもう一つの疾患は1型糖尿病です。有力な候補はCRISPR Therapeuticsで、ViaCyte(2022年7月にVertexが買収)との協業により、幹細胞を遺伝子編集し、免疫系から保護された医療デバイスに組み込み、患者に移植して膵臓機能を再現しようとしています。この薬剤の第1相臨床試験は2022年2月に開始しました。CRISPR TherapeuticsとVertexは、SCD治療で初のFDA承認を得たパートナーシップを持ち、関係は複雑です。2024年1月、Vertexは糖尿病幹細胞治療から撤退し、CRISPRが単独で臨床フェーズを継続することを発表しました。この決定の背景は不明ですが、投資家の熱意はやや冷めました。とはいえ、インスリン産生と免疫回避の両方を実現する戦略は、全体としては正しい方向性と言えるでしょう。他の研究については、システマティックレビュー「Gene Therapy – Can it...



