「なぜ私たちは色を見分けることができるのだろう」。この素朴で奥深い問いに答えるため、私は色覚タンパク質の構造解析を通じて、色を識別する“しくみ”の解明に挑んでいます。

私たちが目にする多様な色彩は、「光の三原色」と呼ばれる青・緑・赤の3種類の光の組み合わせによって生み出されます。人の眼には、それぞれの光を受容する微小な分子、色覚タンパク質が備わっています。この光センサータンパク質の内部には「発色団」と呼ばれる化学分子が結合しており、興味深いことに、3種類の色覚タンパク質はいずれも同一の発色団、すなわちレチナール（ビタミンA由来）を利用しながら、異なる波長の光を感じ取っています。

わずか5ナノメートル（1ナノメートル＝10億分の1メートル）の小さな分子が、どのようにして光の波長を識別し、その情報を脳へと伝えているのか――世界中の研究者が、色覚タンパク質の構造や光情報伝達時の動的変化を原子レベルで明らかにしようと日々奮闘しています。

見えない赤外線で分子の動きを捉える

この研究で最も困難なのは、実験のほぼすべてを暗闇で行わなければならない点です。色覚タンパク質は、一度光を受けると構造が変化し、同じ状態には戻れないためです。私は、大量に合成した色覚タンパク質に対し、人の眼には見えない長波長の赤外線を用いた測定手法を駆使し、タンパク質を構成するアミノ酸や、わずか1個の水分子の変化までも高精度で捉えています。そして、光を感じた瞬間に生じる微細な構造変化を解析することで、色の識別機構の核心に迫っています。

基礎研究が未来の医療を変える

研究の醍醐味のひとつは、身近な現象の中に潜む「こんな当たり前のことが、まだ分かっていない」という根源的な疑問を見出すことです。最近では色の認識にとどまらず、病気の治療薬が体内でどのように作用するのかにも関心を広げています。具体的には、薬が結合する標的タンパク質との相互作用を構造レベルで探る研究に取り組んでいます。こうした基礎研究は、将来的に視覚障害や様々な疾患に対する新たな治療薬の開発へとつながる可能性を秘めています。