日本理化學研究所名譽研究員竹市雅俊（前理化學研究所生物機能科學研究中心高階結構形成研究小組組長）與其他四位來自世界各地的科學家一起榮獲2020年加拿大蓋德納國際獎（原名蓋爾德納基金會國際獎、The Canada Gairdner International Awards）。該獎項頒發給在醫學研究領域做出重大貢獻的科學家。竹市先生與德國馬克斯-普朗克醫學研究所的Rolf Kemler博士一起獲獎，以表彰他們發現了負責動物細胞粘附和訊號傳導的鈣粘蛋白（或鈣粘素、cadherins）和結合蛋白，並闡明瞭其分子機制。
竹市雅俊教授(照片出自理化學研究所官網)
竹市先生於1943年出生於愛知縣，1966年畢業於名古屋大學理學院生物系，1970年任京都大學理學院助手，1986年任名古屋大學教授。自2000年起擔任理化學研究所發育/再生科學綜合研究中心主任（至2014年）、多細胞系統形成研究中心組長（至2018年）、生命機能科學中心組長（至2020年3月）。
竹市先生多年來一直研究動物活體內細胞-細胞粘附和識別的機制，在國際上一直髮揮着該領域的主導作用。竹市先生不僅發現了細胞-細胞粘附的兩種機制（鈣依賴機制和鈣獨立機制），還發現了鈣依賴性細胞粘附的實質——鈣粘蛋白粘附分子家族。鈣粘蛋白是細胞-細胞粘附和選擇性細胞識別所必需的，在多細胞系統的形成和維持中起着至關重要的作用。球蛋白的功能受多種細胞質因子的調控，由於球蛋白表達水平和功能的失調與癌細胞轉移有關，因此球蛋白不僅在發育生物學領域，而且在醫學領域也備受關注。此外，竹市先生最近還證明了鈣粘蛋白存在於神經元突觸中，並正致力於闡明神經元迴路形成的分子機制的研究中。由於這些成就，他獲得了許多國家和國際獎項，包括2001年國際發育生物學會的Ross Harrison獎，並在1998年當選爲日本學士院會員。
A431D細胞中肌動蛋白（綠色）和E-鈣粘蛋白（紅色）的雙重染色影像。 在這個細胞中，E-鈣粘蛋白沿着肌動蛋白纖維行程，粘附結構很複雜。（圖片出自高階結構形成研究小組網頁）
竹市先生的興趣愛好不僅限於自己的細胞生物學領域，還涉及到從昆蟲學到神經生理學等多個領域。這種探究自然奧祕的好奇心或許就是他智慧的源泉之一，也是一個科學家的本質吧。
愛好廣泛的少年時代
據說竹市從三四歲開始就喜歡昆蟲。當時他住在一個叫守山町的地方，雖然現在是名古屋的一個住宅區，但當時還是農村地區，他非常喜歡捕捉和飼養魚和甲蟲，所以周圍的大人們都叫他「昆蟲博士」。
後來在上小學的時候，竹市全家搬到了名古屋大學附近的城市，在那裏，他對生物的熱愛也不斷增加。以前他對鳥類從來都不感興趣，但是在飼養了虎皮鸚鵡和十姊妹（雀形目的一種鳥類）同學的影響下，他在自家院子裏建了一個大型鳥舍。另外他在逛百貨公司時，又被熱帶魚吸引了，覺得魚很好玩兒，於是又開始養魚。
他還有很多特殊的愛好，比如在玄關處養蛇，這讓來家訪的老師大喫一驚；另外他製作福爾馬林解剖動物標本，科學老師讓他捐給學校的科學實驗室。他在養老鼠的時候，還發現家養的老鼠很容易得癌症。
他還經常和朋友們去小牧機場看各種各樣的飛機，覺得非常有意思。所以在小學的作文集裏寫到：「夢想成爲一名飛機設計工程師。」時至今日還是一樣，他對生活中的事物有着廣泛的興趣。有一次他去東京出差，偶然在銀座的一家百貨公司裏看到一個建蘭展，當時覺得很神奇，於是買了一盆，就開始了收藏建蘭了。
從國中後半期到高中時期，他開始對野生鳥類感興趣。在讀大學的時候，他經常帶着相機去木曾河口的填海地等處，拍了很多珍稀候鳥的照片。其攝影作品還被刊登在野生鳥類協會的季刊上，並在攝影展上展出，這令他感到非常自豪。
機遇與挑戰並行的求學之路
竹市在面臨高考時一度非常迷茫。因爲其父經營着一家與石油化工有關的貿易公司，家裏期望將來他能接管公司，但他對經貿不大感興趣，覺得工學才對社會有用，所以報考了理工科系，最後成功進入了名古屋大學的理科系。在完成一般教養課程後選擇系別時，因爲考慮到家裏經營公司，他曾考慮過進入化學系，但他最終還是選擇了自己喜歡的生物系。當年和他一起選擇生物系的人屈指可數，教師的人數遠遠大於學生的人數，學生們可以自由使用實驗室設備。他們曾嘗試用蒸餾器將發酵的葡萄製成「白蘭地」，還孵化了發育實驗材料中剩下的雞蛋，並把它們養成了雞。經常有熱心的研究生來指導他們，實驗室就像一個充實其學習生活的「城堡」。從某種意義上來說，當時的這種環境是十分優越的，在當今的大學教育中是不可想像的。
當時，名古屋大學生物系正專注於發育生物學，擁有非常優秀的師資團隊，其中包括諾貝爾獎得主漢斯·斯佩曼的弟子、研究晶狀體再生的佐藤忠雄教授；證明了家蠶蛻皮激素存在的福田宗一教授；研究鱂魚的表徵分化的山本時男教授；以及嘗試從分子生物學角度闡明花卉形成的太田行人教授。除此之外還設有大澤文夫先生（名古屋大學和大阪大學名譽教授）的生物物理學講座，鈴木旺先生的生物化學講座，以及岡崎令治教授的分子生物學前緣講座。這些教學内容涉及到很多領域，儘管其中有些内容對於本科生來說深奧難解，只有研究生才能理解，但是竹市從中也體驗到學習的樂趣，同時他也清楚地認識到，分子生物學是一個充滿艱辛探索的領域。
在臨近畢業的時候，他想和其他的本科生一樣就職，但當時幾乎沒有面向生物系的招聘名額，他試着應聘了幾家公司，但都被拒絕了。因此他別無選擇，只能去研究生院深造。當時有一位副教授調侃他說，不能把讀研究生院當作是救助專案。
竹市一直把觀察生物作爲自己研究的根基，所以他在享受觀察的同時也發掘了一些新事物。當時江口吾朗（後任熊本大學校長）擔任動物學系的助教，他正在研究蠑螈眼睛的晶狀體被摘除幾個月後再生的現象。這是一項需要充分運用微觀觀察的研究，而當時的發育研究還不成熟，處於剛開始受到生物化學和分子生活學的影響的階段。竹市覺得眼球再生的現象十分有趣，但其機制完全無法解釋，所以他加入了江口的研究小組。在這個研究小組裏，他們在電子顯微鏡下觀察細菌鞭毛，並研究分子如何結合在一起形成鞭毛，既有傳統的胚胎學研究，又有新領域的分子生物學研究，心裏感覺非常酷。
因爲針對蠑螈的研究比較多，所以竹市在江口的指導下開始了針對雞胚晶狀體的研究。晶狀體是由晶狀體細胞組成的，但晶狀體有上皮組織和纖維之分，上皮組織是正面的一層薄細胞，纖維則是背面的一堆塊狀的長而薄的細胞、且與視網膜接觸。現在我們知道，當發育中的晶狀體的前後顛倒，使上皮的一面與視網膜接觸時，原本是上皮細胞的細胞就會變成纖維狀。以此推斷視網膜具有改變晶狀體細胞個性的特性。竹市猜想視網膜上一定會有一些物質出來，所以想找到驗證的方法。
在當時，細胞分化的研究是發育生物學的主流，其重點是研究單個受精卵分裂產生的衆多細胞中的每一個細胞如何獲得自己的個性。值得慶幸的是，晶狀體是一個均勻的晶狀體細胞群體，所以它可以作爲細胞分化的理想模式。如果將物件換成肝臟等的話，因爲其有很多不同的細胞混在一起，很難予以辨別。一開始竹市對自己的研究非常有自信，但沒多久就發現不是想像的那麼順利。例如，對從胚胎中取出的細胞進行培養時遇到了意想不到的挫折。
正所謂「功夫不負有心人」，竹市並沒有因爲各種困難而中途放棄，在他攻讀博士一年級的時候，江口先生被調到京都大學岡田節人教授的實驗室擔任助理教授。當時岡田教授剛剛被調到新成立的生物物理學系，新成立的生物物理可用能系的其他教授年齡都在40歲左右，整體研究氣氛很新鮮，大家也都很活躍。因爲岡田教授的實驗室的細胞培養技術是當時最先進的實驗室，所以他決定跟隨江口先生一同前往。非常幸運的是，在保留原有學籍的前提下，他得以在京都大學繼續操作進行晶狀體細胞分化的研究。在新的實驗室成員面前，岡田教授做了研究政策宣講，他說要將研究分爲「資訊」和「結構」的兩組。其中有關資訊的研究涉及調查軟骨細胞和其他細胞的分化，並最終試圖將其與基因的功能聯繫起來。由此這項研究進入了一個新的時代。
1983年前後。 穿着白袍的岡田教授。（圖片出自：京都大學公關雜誌 2020年秋季號）
竹市被岡田教授的新奇思維所折服，加上之前他在名古屋大學的研究正好也是在資訊領域，能夠得到一個良好的知識環境，他感到特別開心，所以更加期待一個新的隊形變換研究的開始。然而，科研的道路並不是平坦的，儘管培養工具得到了改進，但對晶狀體的研究並不十分順利。當時的實驗方法是對提取的晶狀體上皮細胞進行培養，並在其中加入視網膜細胞培養液，以尋找一種由視網膜分泌的假定的纖維化誘導因子。然後，無論添加多少視網膜成分，都沒有變成纖維。雖然在當時，發育生物學已經開始使用生物化學的技術，但分子術語還沒有應用於發育現象中。例如，人們過去常說細胞的「形狀」發生變化，後來改成了「細胞中有酶A存在，但其變成了酶B」的說明方式。但是僅僅更換用詞用語是不夠的，必須要澄清機制才行。因爲受當時的科技侷限性的影響，尚未涉及到基因本身的研究，所以會對研究的前途感覺到迷茫，有的時候必須暫緩前行，花費時間仔細思考。（未完待續）
供稿：馬佳宥
編輯修改：JST客觀日本編輯部
