1980年代初頭にアレクセイ・エキモフ、ルイス・ブラス、アレクサンドル・エフロスの各氏が量子ドット（QD）を発見して以来、この技術は急速に発展し、広範かつ大きな影響力を持つ応用分野を築いてきました。ノーベル賞受賞までの道のりには重要な節目（図1）がありましたが、彼らの絶え間ない探究心がようやくノーベル委員会に認められました。
これらの半導体量子ドットナノ結晶（セレン化亜鉛／硫化亜鉛、インジウムガリウムヒ素、セシウム鉛ヨウ化物ペロブスカイト、グラフェンなど）は、高輝度LEDスクリーンなどのディスプレイに革命をもたらし、色の正確さとエネルギー効率を向上させました。2013年に商用量子ドットテレビが登場したことは、その好例です。
量子ドットのサイズ依存的な蛍光特性は、再生可能エネルギー、特に太陽電池の進歩においても極めて重要な役割を果たしてきました。コロイド溶液中での持続可能な室温調製法により、水素生成や有機汚染物質の還元といった光触媒など、極めて適応性の高い多様な応用が可能になりました。また、バイオメディカルイメージングにも貢献しており、がんなどの疾患に対する精密なドラッグデリバリーや診断において不可欠なツールとなっています。
量子ドットの影響力は拡大を続けており、量子ドットLED、強磁性粒子検査、光伝導体、光検出器などの開発が進んでいます。さらに量子ドットレーザーや量子コンピュータへの応用の可能性も大きく、科学技術に対するその影響力は進化し続けています。
ノーベル賞への道のりは長いものでしたが、その機会と影響は広範囲に及んでいます。今日、ナノ医療の分野では、ドラッグデリバリー、診断、バイオメディカルイメージング、家電製品、持続可能なエネルギー、そして将来のより持続可能な触媒技術を塗り替える新たな研究が生まれています。
まだノーベル賞を受賞していない、最も見過ごされている発見とは何でしょうか？
科学界がノーベル賞シーズンに向けて準備を進める中、私たちは受賞者の予想や推測、議論で盛り上がっています。しかし、今年のノーベル賞シーズンは少し趣向を変え、科学者たちが「なぜまだ受賞していないのか驚くような発見」について語る様子をお届けします。LinkedInでの議論にぜひご参加ください。ノーベル賞をまだ受賞していない、最も注目すべき影響力のある科学的ブレイクスルーをいくつか振り返ります。これらの発見はナノ分子レベルから巨大な有機ELスクリーンまで多岐にわたり、化学、生物学、医学の各分野に影響を与えています。議論に参加し、LinkedInの今後の投票で、まだ受賞していない最も見過ごされている発見についての私たちの見解を明らかにしますので、ぜひご意見をお聞かせください。
有機EL（OLED）はいかにしてノーベル賞の候補となり得るか
今日、OLEDはスマートフォン、メディアプレーヤー、携帯ゲーム機、照明、さらにはカーラジオなど、あらゆる場所で採用されています。この技術は、チン・ワン・タンとスティーブン・ヴァン・スライクがイーストマン・コダック在籍時の1987年に、実用的なOLEDデバイスを初めて開発した功績によるものです。これが、業界全体における次世代ディスプレイ技術への道を切り拓きました。
有機EL（OLED）とは、電流を流すと発光する有機化合物の薄膜を、発光層として用いた発光ダイオード（LED）のことです。この有機層は2つの電極の間に配置されており、通常、そのうち少なくとも一方は透明です。軽量であるため、柔軟性のあるプラスチック基板上に製造することが可能で、画質に優れ、インクジェットプリンターで適切な基板に印刷することもできます。
CASは、タンとヴァン・スライクが1987年に最初の実用的なデバイスを開発して以来、OLEDに関連する11万3,000件以上の文献を複数の応用分野にわたって索引付けしてきました。3万件の学術誌と8万件の特許が、技術開発におけるその中心的な重要性を物語っています。
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金属有機構造体（MOF）がノーベル賞に値する理由
単純な分子ビルディングブロックの自己組織化によって、複雑で調整可能な多孔質材料構造を構築することは、長い間困難とされてきました。しかし、1990年代に オマー・ヤギ氏と藤田誠氏 によって発見されて以来、金属有機構造体（MOF）が有望な解決策であることが証明されました。金属原子やクラスター（亜鉛や銅など）を有機化合物（カルボン酸やイミダゾールなど）と結合させることで、MOFは従来の多孔質材料では不可能だった、精密に制御された剛直なナノ構造と化学的機能化を両立させています。
金属や有機分子のビルディングブロックの性質、および調製方法（溶媒熱合成や水熱合成など）や有機溶媒を変えることで、MOFは精密に調整可能です。表面積や吸着特性の調整に加え、電子、磁気、発光特性を調整することで、多様な応用が可能になります。当初はガス捕集、分離、貯蔵（水素、二酸化炭素、酸素など）や不均一系触媒のための有望な材料として始まりましたが、現在ではバイオセンサーやバイオイメージング材料、ドラッグデリバリーシステム、ゲスト分子の結合・除去、淡水化・水処理、さらには半導体や強誘電体としての応用も示されています。
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DNA合成が生命の秘密を解き明かした
DNAの化学合成がノーベル賞を受賞していないことは驚きに値します。なぜなら、この技術はDNA合成を専門的な探究から、研究、診断、法医学で広く利用されるツールへと変貌させたからです。この画期的な進歩は生物学研究を飛躍的に前進させ、バイオテクノロジー産業の立ち上げに貢献しました。マービン・H・カルーザスは、DNAのホスホロアミダイト合成法を開発しました。この手法により、ヌクレオチドを効率的かつ正確に短いDNA鎖へと組み立てることが可能となり、新しいバイオ医薬品の遺伝子工学、法医学的なDNA鑑定、そしてヒトゲノム計画の実現につながりました。今日、この技術は遺伝子シーケンシング、医薬品やワクチンの開発、疾患診断、COVID-19検査などの病原体検査を含む、生物医学研究のあらゆる側面で科学者たちに利用されています。また、この技術は、DNAを増幅して詳細に研究するために用いられるポリメラーゼ連鎖反応（PCR）など、他の生物医学的手法の発展にも不可欠なものでした。
カルーザスがこれらのツールを先駆けて開発して以来、CASはDNA合成に関する8万件以上の文献を索引付けしてきました。CASはカルーザス博士が執筆した30件以上の特許を含む243件の文献を索引付けしています。このアイデアを世界に共有した基礎的な論文「Deoxynucleoside phosphoramidites—A new class of key intermediates for deoxypolynucleotide synthesis」は、3400回以上引用されています。
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腸内細菌叢の進歩が未来の成果を塗り替える
近年、腸内細菌叢の研究は飛躍的に拡大しており、その最前線にあるのが糞便微生物移植（FMT）です。この研究は、腸内細菌叢と人の健康との複雑な相互作用について貴重な知見をもたらし、消化や代謝から免疫系、精神的健康に至るまで、腸内細菌が身体機能にどのような影響を与えるのかという探究を加速させています。FMTの最も注目すべき貢献の一つは、従来の抗生物質が効きにくい、生命を脅かすこともあるクロストリディオイデス・ディフィシル感染症などの消化器疾患の治療において、顕著な成功を収めていることです。FMTを通じて多様で健康な腸内細菌を移植することで、患者の腸内環境を正常化し、症状の緩和や回復の促進、そして世界的な懸念事項である抗生物質耐性への対策が可能となります。
FMTは主に消化器系の疾患に関連していますが、その可能性は消化器系にとどまりません。現在、過敏性腸症候群（IBS）、クローン病、潰瘍性大腸炎、肥満、アレルギー、自己免疫疾患、さらにはパーキンソン病やうつ病といった神経疾患の治療への応用も研究されています。
FMTの歴史は4世紀にまで遡ります。2013年に米国食品医薬品局（FDA）が再発性および難治性のC.ディフィシル感染症の治療法として承認して以来、高く評価されてきました。CASにはFMTの発明や手法に関する400件以上の特許があり、過去5年間で5,000本以上の学術論文が発表されています。こうした画期的な発見は、健康全般に対する腸内細菌叢の影響という我々の理解を塗り替えつつあります。糞便微生物移植は、従来の治療アプローチを覆し、型破りな発想から医療イノベーションが生まれる好例と言えるでしょう。
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デンドリマー、ナノサイエンス、超分子化学はノーベル賞に値するでしょうか？
医薬品の多くは、本来の優れた効果を発揮する前に、溶解性の低さ、高い毒性、あるいは安定性の問題によってその利点を十分に活かせないことが少なくありません。しかし、デンドリマーを薬物送達システム（DDS）の媒体として利用することで、こうした課題の多くを解決できる可能性があります。
デンドリマーは、中心核から枝分かれを繰り返す構造を持つ高分子です。そのサイズ調整の容易さ、細胞膜との相互作用、そして内部構造の安定性は、医薬品の送達に理想的です。デンドリマーの合成には課題が多くコストもかかりますが、その多様な応用の可能性が、この分野の研究を前進させています。
ディディエ・アストリュック博士は、デンドリマーの体系的な合成法を確立し、金ナノ粒子などの遷移金属ナノ粒子を用いた機能化を実現しました。この研究はデンドリマー合成の障壁を取り除き、触媒使用量を抑えつつ高い効率を実現する、持続可能なデンドリマー触媒化学を切り拓きました。この成果により、金属ナノ粒子を内包したデンドリマーを用いた持続可能な触媒反応が可能となり、エネルギー消費の抑制と次世代に向けた持続可能性の向上が期待されます。
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ノーベル賞に値する：COVIDを超えたmRNAワクチン
世界中の多くの人々が、COVID-19ワクチンにおけるmRNAの影響をすでに目の当たりにしていますが、メッセンジャーRNAに関する先駆的な研究に加え、RNAの免疫原性を抑制するためのヌクレオシド修飾への傑出した貢献に対して、カタリン・カリコ博士とドリュー・ワイスマン博士を評価すべき時が来ているのかもしれません。
通常、自然状態のmRNA分子は体内に注入されるとすぐに破壊され、極めて強い炎症を引き起こすため、免疫反応を誘発するのに十分なウイルス性タンパク質を細胞に作らせることができません。長年の実験を経て、カリコとワイスマンはmRNAの修飾版を作成しました。この修飾版では、ウリジンがN1-メチルシュードウリジン（m1Ψ）に置換されています。この発見により、mRNAは極めて効果的なワクチン基盤へと変貌を遂げました。この置換により、修飾mRNAは免疫による検知を回避し、より長く活性を維持し、標的細胞に侵入して疾患と戦うための抗原を作り出すことが可能になりました。
mRNAプラットフォームは、タンパク質の精製やウイルスの不活化を必要とする従来のワクチン基盤よりもはるかに迅速です。このプラットフォームのスピードは、がん治療、免疫療法、遺伝性疾患の治療など、他の疾患や将来の感染症流行への対応において極めて重要となる可能性があります。
CASは、カリコ博士とワイスマン博士が執筆した500件以上の文献と50件の特許（7件の共同特許を含む）を索引付けしています。ファイザー/ビオンテックおよびモデルナは、COVID-19ワクチンに関する彼らのヌクレオシド修飾RNAの共同特許をライセンス供与しています。
彼らの最も引用されている研究は以下の通りです：
- Suppression of RNA recognition by toll-like receptors: The impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA, Immunity (2005), 23(2), 165-175. 1900回以上引用。
- Incorporation of pseudouridine into mRNA yields superior nonimmunogenic vector with increased translational capacity and biological stability. Molecular Therapy (2008), 16(11), 1833-1840. 1400回以上引用。
- mRNA Is an Endogenous Ligand for Toll-like Receptor 3, Journal of Biological Chemistry (2004), 279(13), 12542-12550. 1200回以上引用。
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