日本理化学研究所名誉研究员竹市雅俊（前理化学研究所生物机能科学研究中心高阶结构形成研究小组组长）与其他四位来自世界各地的科学家一起荣获2020年加拿大盖德纳国际奖（原名盖尔德纳基金会国际奖、The Canada Gairdner International Awards）。该奖项颁发给在医学研究领域做出重大贡献的科学家。竹市先生与德国马克斯-普朗克医学研究所的Rolf Kemler博士一起获奖，以表彰他们发现了负责动物细胞粘附和信号传导的钙粘蛋白（或钙粘素、cadherins）和结合蛋白，并阐明了其分子机制。
竹市雅俊教授(照片出自理化学研究所官网)
竹市先生于1943年出生于爱知县，1966年毕业于名古屋大学理学院生物系，1970年任京都大学理学院助手，1986年任名古屋大学教授。自2000年起担任理化学研究所发育/再生科学综合研究中心主任（至2014年）、多细胞系统形成研究中心组长（至2018年）、生命机能科学中心组长（至2020年3月）。
竹市先生多年来一直研究动物体内细胞-细胞粘附和识别的机制，在国际上一直发挥着该领域的主导作用。竹市先生不仅发现了细胞-细胞粘附的两种机制（钙依赖机制和钙独立机制），还发现了钙依赖性细胞粘附的实质——钙粘蛋白粘附分子家族。钙粘蛋白是细胞-细胞粘附和选择性细胞识别所必需的，在多细胞系统的形成和维持中起着至关重要的作用。球蛋白的功能受多种细胞质因子的调控，由于球蛋白表达水平和功能的失调与癌细胞转移有关，因此球蛋白不仅在发育生物学领域，而且在医学领域也备受关注。此外，竹市先生最近还证明了钙粘蛋白存在于神经元突触中，并正致力于阐明神经元回路形成的分子机制的研究中。由于这些成就，他获得了许多国家和国际奖项，包括2001年国际发育生物学会的Ross Harrison奖，并在1998年当选为日本学士院会员。
A431D细胞中肌动蛋白（绿色）和E-钙粘蛋白（红色）的双重染色图像。 在这个细胞中，E-钙粘蛋白沿着肌动蛋白纤维移动，粘附结构很复杂。（图片出自高阶结构形成研究小组网页）
竹市先生的兴趣爱好不仅限于自己的细胞生物学领域，还涉及到从昆虫学到神经生理学等多个领域。这种探究自然奥秘的好奇心或许就是他智慧的源泉之一，也是一个科学家的本质吧。
爱好广泛的少年时代
据说竹市从三四岁开始就喜欢昆虫。当时他住在一个叫守山町的地方，虽然现在是名古屋的一个住宅区，但当时还是农村地区，他非常喜欢捕捉和饲养鱼和甲虫，所以周围的大人们都叫他“昆虫博士”。
后来在上小学的时候，竹市全家搬到了名古屋大学附近的城市，在那里，他对生物的热爱也不断增加。以前他对鸟类从来都不感兴趣，但是在饲养了虎皮鹦鹉和十姊妹（雀形目的一种鸟类）同学的影响下，他在自家院子里建了一个大型鸟舍。另外他在逛百货公司时，又被热带鱼吸引了，觉得鱼很好玩儿，于是又开始养鱼。
他还有很多特殊的爱好，比如在玄关处养蛇，这让来家访的老师大吃一惊；另外他制作福尔马林解剖动物标本，科学老师让他捐给学校的科学实验室。他在养老鼠的时候，还发现家养的老鼠很容易得癌症。
他还经常和朋友们去小牧机场看各种各样的飞机，觉得非常有意思。所以在小学的作文集里写到：“梦想成为一名飞机设计工程师。”时至今日还是一样，他对生活中的事物有着广泛的兴趣。有一次他去东京出差，偶然在银座的一家百货公司里看到一个兰花展，当时觉得很神奇，于是买了一盆，就开始了收藏兰花了。
从初中后半期到高中时期，他开始对野生鸟类感兴趣。在读大学的时候，他经常带着相机去木曾河口的填海地等处，拍了很多珍稀候鸟的照片。其摄影作品还被刊登在野生鸟类协会的季刊上，并在摄影展上展出，这令他感到非常自豪。
机遇与挑战并行的求学之路
竹市在面临高考时一度非常迷茫。因为其父经营着一家与石油化工有关的贸易公司，家里期望将来他能接管公司，但他对经贸不大感兴趣，觉得工学才对社会有用，所以报考了理工科系，最后成功进入了名古屋大学的理科系。在完成一般教养课程后选择系别时，因为考虑到家里经营公司，他曾考虑过进入化学系，但他最终还是选择了自己喜欢的生物系。当年和他一起选择生物系的人屈指可数，教师的人数远远大于学生的人数，学生们可以自由使用实验室设备。他们曾尝试用蒸馏器将发酵的葡萄制成“白兰地”，还孵化了发育实验材料中剩下的鸡蛋，并把它们养成了鸡。经常有热心的研究生来指导他们，实验室就像一个充实其学习生活的“城堡”。从某种意义上来说，当时的这种环境是十分优越的，在当今的大学教育中是不可想象的。
当时，名古屋大学生物系正专注于发育生物学，拥有非常优秀的师资团队，其中包括诺奖得主汉斯·斯佩曼的弟子、研究晶状体再生的佐藤忠雄教授；证明了家蚕蜕皮激素存在的福田宗一教授；研究鳉鱼的性状分化的山本时男教授；以及尝试从分子生物学角度阐明花卉形成的太田行人教授。除此之外还设有大泽文夫先生（名古屋大学和大阪大学名誉教授）的生物物理学讲座，铃木旺先生的生物化学讲座，以及冈崎令治教授的分子生物学前沿讲座。这些教学内容涉及到很多领域，尽管其中有些内容对于本科生来说深奥难解，只有研究生才能理解，但是竹市从中也体验到学习的乐趣，同时他也清楚地认识到，分子生物学是一个充满艰辛探索的领域。
在临近毕业的时候，他想和其他的本科生一样就职，但当时几乎没有面向生物系的招聘名额，他试着应聘了几家公司，但都被拒绝了。因此他别无选择，只能去研究生院深造。当时有一位副教授调侃他说，不能把读研究生院当作是救助项目。
竹市一直把观察生物作为自己研究的根基，所以他在享受观察的同时也发掘了一些新事物。当时江口吾朗（后任熊本大学校长）担任动物学系的助教，他正在研究蝾螈眼睛的晶状体被摘除几个月后再生的现象。这是一项需要充分运用微观观察的研究，而当时的发育研究还不成熟，处于刚开始受到生物化学和分子生活学的影响的阶段。竹市觉得眼球再生的现象十分有趣，但其机制完全无法解释，所以他加入了江口的研究小组。在这个研究小组里，他们在电子显微镜下观察细菌鞭毛，并研究分子如何结合在一起形成鞭毛，既有传统的胚胎学研究，又有新领域的分子生物学研究，心里感觉非常酷。
因为针对蝾螈的研究比较多，所以竹市在江口的指导下开始了针对鸡胚晶状体的研究。晶状体是由晶状体细胞组成的，但晶状体有上皮组织和纤维之分，上皮组织是正面的一层薄细胞，纤维则是背面的一堆块状的长而薄的细胞、且与视网膜接触。现在我们知道，当发育中的晶状体的前后颠倒，使上皮的一面与视网膜接触时，原本是上皮细胞的细胞就会变成纤维状。以此推断视网膜具有改变晶状体细胞个性的特性。竹市猜想视网膜上一定会有一些物质出来，所以想找到验证的方法。
在当时，细胞分化的研究是发育生物学的主流，其重点是研究单个受精卵分裂产生的众多细胞中的每一个细胞如何获得自己的个性。值得庆幸的是，晶状体是一个均匀的晶状体细胞群体，所以它可以作为细胞分化的理想模型。如果将对象换成肝脏等的话，因为其有很多不同的细胞混在一起，很难予以辨别。一开始竹市对自己的研究非常有自信，但没多久就发现不是想象的那么顺利。例如，对从胚胎中取出的细胞进行培养时遇到了意想不到的挫折。
正所谓“功夫不负有心人”，竹市并没有因为各种困难而中途放弃，在他攻读博士一年级的时候，江口先生被调到京都大学冈田节人教授的实验室担任助理教授。当时冈田教授刚刚被调到新成立的生物物理学系，新成立的生物物理系的其他教授年龄都在40岁左右，整体研究气氛很新鲜，大家也都很活跃。因为冈田教授的实验室的细胞培养技术是当时最先进的实验室，所以他决定跟随江口先生一同前往。非常幸运的是，在保留原有学籍的前提下，他得以在京都大学继续进行晶状体细胞分化的研究。在新的实验室成员面前，冈田教授做了研究政策宣讲，他说要将研究分为“信息”和“结构”的两组。其中有关信息的研究涉及调查软骨细胞和其他细胞的分化，并最终试图将其与基因的功能联系起来。由此这项研究进入了一个新的时代。
1983年前后。 穿着白大褂的冈田教授。（图片出自：京都大学公共关系杂志 2020年秋季号）
竹市被冈田教授的新奇思维所折服，加上之前他在名古屋大学的研究正好也是在信息领域，能够得到一个良好的知识环境，他感到特别开心，所以更加期待一个新的发展研究的开始。然而，科研的道路并不是平坦的，尽管培养工具得到了改进，但对晶状体的研究并不十分顺利。当时的实验方法是对提取的晶状体上皮细胞进行培养，并在其中加入视网膜细胞培养液，以寻找一种由视网膜分泌的假定的纤维化诱导因子。然后，无论添加多少视网膜成分，都没有变成纤维。虽然在当时，发育生物学已经开始使用生物化学的技术，但分子术语还没有应用于发育现象中。例如，人们过去常说细胞的“形状”发生变化，后来改成了“细胞中有酶A存在，但其变成了酶B”的说明方式。但是仅仅替换用词用语是不够的，必须要澄清机制才行。因为受当时的科技局限性的影响，尚未涉及到基因本身的研究，所以会对研究的前途感觉到迷茫，有的时候必须暂缓前行，花费时间仔细思考。（未完待续）
供稿：马佳宥
编辑修改：JST客观日本编辑部
