TEDxUIdaho
Jakob Magolan: A crash course in organic chemistry
ジェイコブ・メイゴーラン: 有機化学速習コース
Filmed:
Readability: 4.1
1,721,204 views
ジェイコブ・メイゴーランが、あなたの有機化学の見方を変えます。素晴らしいグラフィックス満載の親しみやすいトークで、有機化学は怖いというステレオタイプを打ち破りながら、その基礎を教えてくれます。
Jakob Magolan - Organic chemist
Professor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines. Full bio
Professor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I'd like you to ask yourself,
0
623
1432
考えてみてください
00:14
what do you feel when you hear
the words "organic chemistry?"
the words "organic chemistry?"
1
2973
3789
「有機化学」と聞いてどう思いますか？
00:18
What comes to mind?
2
6786
1166
何が思い浮かびますか？
00:20
There is a course offered
at nearly every university,
at nearly every university,
3
8763
3643
ほぼ どの大学にも
00:24
and it's called Organic Chemistry,
4
12430
1889
有機化学のコースがあって
00:26
and it is a grueling, heavy
introduction to the subject,
introduction to the subject,
5
14343
2769
へとへとになるような
教科への入門であり
教科への入門であり
00:30
a flood of content
that overwhelms students,
that overwhelms students,
6
18252
2974
その内容の多さに学生は辟易しますが
00:33
and you have to ace it if you want
to become a doctor or a dentist
to become a doctor or a dentist
7
21250
4190
医師や歯科医
獣医師になりたいなら
獣医師になりたいなら
00:37
or a veterinarian.
8
25464
1362
これを習得せざるを得ません
00:38
And that is why so many students
perceive this science like this ...
perceive this science like this ...
9
26850
3936
そういうわけで数多くの学生が
この科学を
この科学を
00:44
as an obstacle in their path,
10
32127
1970
進路の障害のように思い
00:46
and they fear it and they hate it
11
34121
2164
恐れたり 嫌ったりし
00:48
and they call it a weed-out course.
12
36309
2143
足切りコース呼ばわりしたりするのです
00:50
What a cruel thing for a subject
to do to young people,
to do to young people,
13
38476
2825
若者をふるいにかけるだなんて
00:53
weed them out.
14
41325
1189
なんと残酷な
00:55
And this perception spread
beyond college campuses long ago.
beyond college campuses long ago.
15
43538
3780
こんな見方が大学を越えて
広まってしまいました
広まってしまいました
00:59
There is a universal anxiety
about these two words.
about these two words.
16
47342
3672
有機化学という言葉は
皆の頭痛のタネとなったのです
皆の頭痛のタネとなったのです
01:04
I happen to love this science,
17
52963
2426
私はたまたま この科学が大好きで
01:07
and I think this position
in which we have placed it
in which we have placed it
18
55413
2500
私にとって この位置付けは
01:09
is inexcusable.
19
57937
1741
受け入れがたいものです
01:11
It's not good for science,
and it's not good for society,
and it's not good for society,
20
59702
3861
科学にも 社会にも
いいことではありません
いいことではありません
01:15
and I don't think it has to be this way.
21
63587
2567
望ましい姿ではないと思います
01:18
And I don't mean that this class
should be easier. It shouldn't.
should be easier. It shouldn't.
22
66178
4682
この学科は 決して
易しいものではありませんが
易しいものではありませんが
01:23
But your perception of these two words
23
71819
3817
でも 有機化学に対する皆さんの見解は
01:28
should not be defined
by the experiences of premed students
by the experiences of premed students
24
76884
4389
自分の人生がかかっていて不安な
01:33
who frankly are going through
a very anxious time of their lives.
a very anxious time of their lives.
25
81297
3160
医学生の体験をもとに
定義されるべきではありません
定義されるべきではありません
01:37
So I'm here today because I believe
26
85720
2455
今日 私がここにいるのは
01:40
that a basic knowledge
of organic chemistry is valuable,
of organic chemistry is valuable,
27
88199
2633
有機化学の基礎知識が
大切だと考えるからで
大切だと考えるからで
01:42
and I think that it can be made
accessible to everybody,
accessible to everybody,
28
90856
4612
誰にだって親しめることを
01:47
and I'd like to prove that to you today.
29
95492
2413
証明してみたいからです
01:49
Would you let me try?
30
97929
1381
いいですか？
01:51
Audience: Yeah!
31
99334
1528
もちろん！
01:52
Jakob Magolan: All right, let's go for it.
32
100886
3063
やった
01:55
(Laughter)
33
103973
1254
（笑）
01:57
Here I have one of these
overpriced EpiPens.
overpriced EpiPens.
34
105251
2793
ここに高価なエピペンがあります
02:00
Inside it is a drug called epinephrine.
35
108540
2281
中身は エピネフリンという薬品です
02:03
Epinephrine can restart
the beat of my heart,
the beat of my heart,
36
111250
3134
エピネフリンにより心臓の鼓動が
再始動し
再始動し
02:06
or it could stop a life-threatening
allergic reaction.
allergic reaction.
37
114408
2565
命に関わるアレルギー反応を
止めることもできます
止めることもできます
02:08
An injection of this
right here will do it.
right here will do it.
38
116997
3364
ここに注射すればいいのです
02:13
It would be like turning
the ignition switch
the ignition switch
39
121076
2095
私の体の闘争・逃走反応の
02:15
in my body's fight-or-flight machinery.
40
123195
2030
点火装置みたいなものです
02:17
My heart rate, my blood pressure would
go up so blood could rush to my muscles.
go up so blood could rush to my muscles.
41
125249
3817
私の心拍数や血圧が上がり
筋肉に血液が流れ込みます
筋肉に血液が流れ込みます
02:21
My pupils would dilate.
I would feel a wave of strength.
I would feel a wave of strength.
42
129090
2936
私の瞳孔は開き
力がみなぎるのを感じるでしょう
力がみなぎるのを感じるでしょう
02:24
Epinephrine has been the difference
between life and death for many people.
between life and death for many people.
43
132050
5150
エピネフリンは数多くの人の
生死を分けてきました
生死を分けてきました
02:29
This is like a little miracle
that you can hold in your fingers.
that you can hold in your fingers.
44
137224
3195
指でつまめるちょっとした奇跡なんです
02:33
Here is the chemical structure
of epinephrine.
of epinephrine.
45
141459
3302
エピネフリンの化学構造です
02:37
This is what organic chemistry looks like.
46
145753
2207
これが有機化学の姿です
02:39
It looks like lines and letters ...
47
147984
2261
線と文字みたいですね
02:43
No meaning to most people.
48
151362
1597
多くの人にとっては
意味不明です
意味不明です
02:45
I'd like to show you what I see
when I look at that picture.
when I look at that picture.
49
153740
2850
私が 絵解きをしましょう
02:49
I see a physical object
50
157645
1839
奥行と可動部分がある
02:53
that has depth and rotating parts,
51
161071
2350
物体が見えますが
02:55
and it's moving.
52
163445
1229
これが動きます
02:58
We call this a compound or a molecule,
53
166864
2104
これを化合物
あるいは分子と呼んでいます
あるいは分子と呼んでいます
03:00
and it is 26 atoms that are stitched
together by atomic bonds.
together by atomic bonds.
54
168992
5746
26個の原子が原子結合で
結び付いています
結び付いています
03:07
The unique arrangement of these atoms
gives epinephrine its identity,
gives epinephrine its identity,
55
175443
4468
この原子の独自の配置により
エピネフリンが決定されます
エピネフリンが決定されます
03:11
but nobody has ever
actually seen one of these,
actually seen one of these,
56
179935
2311
しかし 誰も実際に見たことは
ありません
ありません
03:14
because they're very small,
57
182270
1454
とても小さいからです
03:15
so we're going to call this
an artistic impression,
an artistic impression,
58
183748
3148
そこで「芸術的な印象」という形で
どれほど小さいかを
どれほど小さいかを
03:18
and I want to explain to you
how small this is.
how small this is.
59
186920
2230
説明したいと思います
03:22
In here, I have less than
half a milligram of it dissolved in water.
half a milligram of it dissolved in water.
60
190618
4144
この中には 0.5ミリグラム未満が
水に溶けています
水に溶けています
03:26
It's the mass of a grain of sand.
61
194786
1573
砂粒ほどの重さです
03:28
The number of epinephrine
molecules in here is one quintillion.
molecules in here is one quintillion.
62
196383
3936
この中のエピネフリンの分子数は
100京個です
100京個です
03:33
That's 18 zeroes.
63
201528
1459
0が18個つきます
03:35
That number is hard to visualize.
64
203011
1572
思い浮かべるのは 難しい数ですね
03:37
Seven billion of us on this planet?
65
205336
2685
地球上の人口は70億人でしたか？
03:40
Maybe 400 billion stars in our galaxy?
66
208877
4755
この銀河系には4000億の
星があるでしょうか？
星があるでしょうか？
03:45
You're not even close.
67
213656
1151
とても及びません
03:46
If you wanted to get
into the right ballpark,
into the right ballpark,
68
214831
2097
正しく概算をしようとするなら
03:48
you'd have to imagine every grain of sand
69
216952
2717
世界中の海や湖の浜辺の
03:51
on every beach,
under all the oceans and lakes,
under all the oceans and lakes,
70
219693
3596
あらゆる砂の一粒一粒を想像し
03:55
and then shrink them all
so they fit in here.
so they fit in here.
71
223313
2722
ここにすっかり入るまで
縮めてみなくてはなりません
縮めてみなくてはなりません
03:59
Epinephrine is so small
we will never see it,
we will never see it,
72
227821
2850
エピネフリンは小さすぎて
肉眼では絶対に見えず
肉眼では絶対に見えず
04:02
not through any microscope ever,
73
230695
2356
顕微鏡でも難しいのですが
04:05
but we know what it looks like,
74
233995
1549
こんな形だと知っています
04:07
because it shows itself
through some sophisticated machines
through some sophisticated machines
75
235568
3809
核磁気共鳴分光計（NMR）という
04:11
with fancy names
76
239401
2132
りっぱな名前が付いた
04:13
like "nuclear magnetic
resonance spectrometers."
resonance spectrometers."
77
241557
2405
洗練された機械を使うと
姿が現れてくるのです
姿が現れてくるのです
04:17
So visible or not, we know
this molecule very well.
this molecule very well.
78
245398
3271
だから 目に見えようと見えまいと
この分子がよくわかるのです
この分子がよくわかるのです
04:20
We know it is made
of four different types of atoms,
of four different types of atoms,
79
248693
2443
これは４種類の原子
04:23
hydrogen, carbon, oxygen and nitrogen.
80
251160
1913
水素 炭素
酸素と窒素でできています
酸素と窒素でできています
04:25
These are the colors
we typically use for them.
we typically use for them.
81
253097
2767
通常 これらの色を使います
04:27
Everything in our universe
is made of little spheres
is made of little spheres
82
255888
2627
私達の世界は原子と呼ばれる
04:30
that we call atoms.
83
258539
1176
小さな球でできています
04:31
There's about a hundred
of these basic ingredients,
of these basic ingredients,
84
259739
2402
100種ほどの原子があり
04:34
and they're all made
from three smaller particles:
from three smaller particles:
85
262165
2359
どれももっと小さな３種類の粒子から
できています
できています
04:36
protons, neutrons, electrons.
86
264548
1636
つまり陽子 中性子
電子です
電子です
04:38
We arrange these atoms
into this familiar table.
into this familiar table.
87
266208
2912
並べて おなじみの原子周期表にします
04:42
We give them each a name and a number.
88
270755
2223
それぞれ 名前と番号をふってあります
04:45
But life as we know it
doesn't need all of these,
doesn't need all of these,
89
273002
2326
でも 生命現象に
全部が必要なわけではなく
全部が必要なわけではなく
04:47
just a smaller subset, just these.
90
275352
2515
もっと少なくて済みます
04:50
And there are four atoms in particular
that stand apart from the rest
that stand apart from the rest
91
278671
3303
この４つの原子が特に
目立っています
目立っています
04:53
as the main building blocks of life,
92
281998
2033
生命の主要な建築ブロックです
04:56
and they are the same ones
that are found in epinephrine:
that are found in epinephrine:
93
284055
3366
エピネフリンで見つかるものと一緒です
04:59
hydrogen, carbon, nitrogen and oxygen.
94
287445
3038
水素 炭素
窒素と酸素です
窒素と酸素です
05:04
Now what I tell you next
is the most important part.
is the most important part.
95
292512
2915
これからお教えすることが
最も重要です
最も重要です
05:08
When these atoms
connect to form molecules,
connect to form molecules,
96
296443
2856
これらの原子が結合して
分子を形作る時には
分子を形作る時には
05:11
they follow a set of rules.
97
299323
1729
一連の規則があります
05:13
Hydrogen makes one bond,
98
301076
2262
水素は結合が１つ
05:15
oxygen always makes two,
99
303362
1746
酸素は２つ
05:17
nitrogen makes three
100
305132
1432
窒素は３つ
05:18
and carbon makes four.
101
306588
1524
そして炭素は４つです
05:20
That's it.
102
308857
1421
これだけです
05:22
HONC -- one, two, three, four.
103
310302
1685
HONC
１２３４
１２３４
05:25
If you can count to four,
and you can misspell the word "honk,"
and you can misspell the word "honk,"
104
313962
3716
４まで数えられて
honk（警笛を鳴らす）の綴りを変えれば
honk（警笛を鳴らす）の綴りを変えれば
05:29
you're going to remember this
for the rest of your lives.
for the rest of your lives.
105
317702
2668
一生 覚えていられますよ
05:32
(Laughter)
106
320394
1652
（笑）
05:34
Now here I have four bowls
with these ingredients.
with these ingredients.
107
322070
2423
これらの原料４種が揃いました
05:36
We can use these to build molecules.
108
324517
2764
これで分子を組み立てられます
05:40
Let's start with epinephrine.
109
328828
1579
エピネフリンから始めましょう
05:43
Now, these bonds between atoms,
they're made of electrons.
they're made of electrons.
110
331464
4181
原子間の結合は
電子でできています
電子でできています
05:48
Atoms use electrons like arms
to reach out and hold their neighbors.
to reach out and hold their neighbors.
111
336454
3293
原子は 電子を腕のように使い
隣とつながります
隣とつながります
05:51
Two electrons in each bond,
like a handshake,
like a handshake,
112
339771
2122
握手みたいに各結合に２電子
05:53
and like a handshake,
they are not permanent.
they are not permanent.
113
341917
2097
そして 握手のように
永遠には続きません
永遠には続きません
05:56
They can let go of one atom
and grab another.
and grab another.
114
344038
2143
原子を１つ放出して
別の原子をつかみます
別の原子をつかみます
05:58
That's what we call a chemical reaction,
115
346205
1906
原子が相手を変え
新たな分子を作る時を
新たな分子を作る時を
06:00
when atoms exchange partners
and make new molecules.
and make new molecules.
116
348135
2861
化学反応と呼んでいるわけです
06:03
The backbone of epinephrine
is made mostly of carbon atoms,
is made mostly of carbon atoms,
117
351020
3585
エピネフリンの背骨は
主に炭素原子でできていて
主に炭素原子でできていて
06:06
and that's common.
118
354629
1158
これは 普通のことです
06:07
Carbon is life's favorite
structural building material,
structural building material,
119
355811
2683
炭素は 生命では
構造を作るのによく使われます
構造を作るのによく使われます
06:10
because it makes
a good number of handshakes
a good number of handshakes
120
358518
3173
握手の数も 握る力も
06:13
with just the right grip strength.
121
361715
2008
ちょうどいいからです
06:15
That's why we define organic chemistry
as the study of carbon molecules.
as the study of carbon molecules.
122
363747
3721
それで有機化学は 炭素分子の
研究だと言えるわけです
研究だと言えるわけです
06:20
Now, if we build the smallest molecules
we can think of that follow our rules,
we can think of that follow our rules,
123
368559
4963
規則に従って
最小の分子を組み立てると
最小の分子を組み立てると
06:25
they highlight our rules,
and they have familiar names:
and they have familiar names:
124
373546
2572
私達の規則を強調しますが
おなじみの名前です
おなじみの名前です
06:28
water, ammonia and methane,
H20 and NH3 and CH4.
H20 and NH3 and CH4.
125
376142
3785
水 アンモニア メタン
H2O NH3およびCH4です
H2O NH3およびCH4です
06:33
The words "hydrogen,"
"oxygen" and "nitrogen" --
"oxygen" and "nitrogen" --
126
381739
2461
水素 酸素
窒素という言葉は―
窒素という言葉は―
06:36
we use the same words
127
384224
2268
これらの３つの分子が
06:38
to name these three molecules
that have two atoms each.
that have two atoms each.
128
386516
2651
原子を２つずつ持っている場合にも
同じ言葉を使います
同じ言葉を使います
06:41
They still follow the rules,
129
389191
1341
これらも規則に従います
06:42
because they have one, two
and three bonds between them.
and three bonds between them.
130
390556
2668
なぜなら その間に
１、２、３つの結合があるからです
１、２、３つの結合があるからです
06:45
That's why oxygen gets called O2.
131
393248
1725
それで酸素は O2と呼ばれます
06:48
I can show you combustion.
132
396449
1945
燃焼の現象はこうなります
06:51
Here's carbon dioxide, CO2.
133
399323
2421
これで二酸化炭素
CO2です
CO2です
06:53
Above it, let's place water and oxygen,
and beside it, some flammable fuels.
and beside it, some flammable fuels.
134
401768
4904
水と酸素を上に
脇に燃料を並べてみましょう
脇に燃料を並べてみましょう
06:58
These fuels are made
of just hydrogen and carbon.
of just hydrogen and carbon.
135
406696
2302
この燃料は 水素と
炭素だけでできています
炭素だけでできています
07:01
That's why we call them hydrocarbons.
We're very creative.
We're very creative.
136
409022
2716
それで炭化水素と呼ぶわけです
実に創造的ですね
実に創造的ですね
07:03
(Laughter)
137
411762
1456
（笑）
07:05
So when these crash
into molecules of oxygen,
into molecules of oxygen,
138
413242
2143
あなたのエンジンやバーベキューのように
07:07
as they do in your engine
or in your barbecues,
or in your barbecues,
139
415409
3714
これらが酸素分子にぶつかると
07:12
they release energy and they reassemble,
140
420091
1993
エネルギーを放出して
再構築し
再構築し
07:14
and every carbon atom
ends up at the center of a CO2 molecule,
ends up at the center of a CO2 molecule,
141
422108
2992
すべての炭素原子はCO2分子の
中央に落ち着きます
中央に落ち着きます
07:17
holding on to two oxygens,
142
425124
1242
酸素を２つ取り込み
07:18
and all the hydrogens end up
as parts of waters,
as parts of waters,
143
426390
2449
水素は水を構成する部品となります
07:20
and everybody follows the rules.
144
428863
1992
どれもが規則に従います
07:22
They are not optional,
145
430879
1318
例外はありません
07:24
and they're not optional
for bigger molecules either,
for bigger molecules either,
146
432221
2478
もっと大きな分子も
例外ではありません
例外ではありません
07:26
like these three.
147
434723
1418
この３つのように
07:29
This is our favorite vitamin
148
437347
2175
左は私達が大好きなビタミンC
07:31
sitting next to our favorite drug,
149
439546
1650
その隣は誰もが好きなカフェイン
07:33
(Laughter)
150
441220
1246
（笑）
07:34
and morphine is one of the most
important stories in medical history.
important stories in medical history.
151
442490
3739
モルヒネは 医学史における
最も重要な物語なのです
最も重要な物語なのです
07:38
It marks medicine's first
real triumph over physical pain,
real triumph over physical pain,
152
446253
2912
身体的な痛みに対し
医学が初めて勝利を収めたのです
医学が初めて勝利を収めたのです
07:41
and every molecule has a story,
153
449189
2004
どんな分子にも物語があります
07:43
and they are all published.
154
451217
1584
全て論文により公開されます
07:44
They're written by scientists,
and they're read by other scientists,
and they're read by other scientists,
155
452825
3466
科学者によって論文が書かれ
それが他の科学者に読まれます
それが他の科学者に読まれます
07:48
so we have handy representations
to do this quickly on paper,
to do this quickly on paper,
156
456315
3075
これを紙上に示す
便利な方法があります
便利な方法があります
07:51
and I need to teach you how to do that.
157
459414
1859
その方法をお教えしましょう
07:53
So we lay epinephrine flat on a page,
158
461297
2775
エピネフリンを紙上に広げます
07:56
and then we replace all the spheres
with simple letters,
with simple letters,
159
464096
2680
球はすべて簡単な文字に置き換えます
07:58
and then the bonds
that lie in the plane of the page,
that lie in the plane of the page,
160
466800
2495
平らな紙上にある結合は
08:01
they just become regular lines,
161
469319
1809
これは 通常の線になります
08:03
and the bonds that point
forwards and backwards,
forwards and backwards,
162
471152
2253
前後に突き出している結合は
08:05
they become little triangles,
163
473429
1398
奥行を示す実線や破線の
08:06
either solid or dashed to indicate depth.
164
474851
2139
小さな三角形になります
08:09
We don't actually draw these carbons.
165
477330
2231
実際には これらの炭素は書きません
08:11
We save time by just hiding them.
166
479585
2811
隠して時間を節約します
08:14
They're represented
by corners between the bonds,
by corners between the bonds,
167
482897
3136
結合間の角が炭素です
08:18
and we also hide every hydrogen
that's bonded to a carbon.
that's bonded to a carbon.
168
486057
3633
それから炭素と結合している
水素も全て隠します
水素も全て隠します
08:22
We know they're there
169
490583
1158
炭素の結合が４つ未満だと
08:23
whenever a carbon is showing us
any fewer than four bonds.
any fewer than four bonds.
170
491765
2898
水素があるのが分かります
08:27
The last thing that's done
is the bonds between OH and NH.
is the bonds between OH and NH.
171
495853
2936
最後はOHとNH間の結合です
08:31
We just get rid of those
to make it cleaner,
to make it cleaner,
172
499432
2088
これらを取り除いて見やすくし
08:33
and that's all there is to it.
173
501544
1477
これで全部済みました
08:35
This is the professional way
to draw molecules.
to draw molecules.
174
503045
2580
これが分子の専門的な表記法です
08:37
This is what you see on Wikipedia pages.
175
505649
2411
これは Wikipediaの
ページで見られます
ページで見られます
08:42
It takes a little bit of practice,
but I think everyone here could do it,
but I think everyone here could do it,
176
510793
3762
ちょっと練習が必要ですが
誰にでもできますよ
誰にでもできますよ
08:46
but for today, this is epinephrine.
177
514579
2726
今日は エピネフリンです
08:49
This is also called adrenaline.
They're one and the same.
They're one and the same.
178
517886
2928
アドレナリンとも言いまして
同じものです
同じものです
08:52
It's made by your adrenal glands.
179
520838
1612
皆さんの副腎で作られます
08:54
You have this molecule swimming
through your body right now.
through your body right now.
180
522474
2952
この分子が皆さんの体内を泳いでいます
08:57
It's a natural molecule.
181
525450
1690
自然の分子です
08:59
This EpiPen would just give you
a quick quintillion more of them.
a quick quintillion more of them.
182
527164
4244
このエピペンで素早く
100京個追加できます
100京個追加できます
09:03
(Laughter)
183
531432
1650
（笑）
09:05
We can extract epinephrine
184
533106
3191
エピネフリンは 羊などの
家畜の副腎から抽出できます
家畜の副腎から抽出できます
09:08
from the adrenal glands
of sheep or cattle,
of sheep or cattle,
185
536321
3420
09:11
but that's not
where this stuff comes from.
where this stuff comes from.
186
539765
2334
でも これの原料はそういったものではなく
09:14
We make this epinephrine in a factory
187
542123
2868
主に石油から作った小さな分子を繋げて
09:17
by stitching together smaller molecules
that come mostly from petroleum.
that come mostly from petroleum.
188
545015
5239
工場でエピネフリンを生産しています
09:23
And this is 100 percent synthetic.
189
551322
1709
100%合成しているわけです
09:25
And that word, "synthetic,"
makes some of us uncomfortable.
makes some of us uncomfortable.
190
553862
3253
「合成」という言葉はなんだか落ち着きません
09:29
It's not like the word "natural,"
which makes us feel safe.
which makes us feel safe.
191
557964
3295
「自然」のようには安心できません
09:33
But these two molecules,
they cannot be distinguished.
they cannot be distinguished.
192
561283
3642
しかし この２つの分子の
見分けはつきません
見分けはつきません
09:38
We're not talking about two cars
that are coming off an assembly line here.
that are coming off an assembly line here.
193
566263
3896
組み立てラインにある
車２台とは違います
車２台とは違います
09:42
A car can have a scratch on it,
194
570183
2041
車には擦り傷ができますが
09:44
and you can't scratch an atom.
195
572248
1855
原子を擦るのは無理です
09:46
These two are identical in a surreal,
almost mathematical sense.
almost mathematical sense.
196
574127
4548
超現実的なほど 数学的にも
まったく同一なんです
まったく同一なんです
09:50
At this atomic scale,
math practically touches reality.
math practically touches reality.
197
578699
3101
この原子スケールだと
数学は 現実的になります
数学は 現実的になります
09:54
And a molecule of epinephrine ...
198
582128
1619
エピネフリンの分子には
09:56
it has no memory of its origin.
199
584779
1699
その出自の記憶はありません
09:58
It just is what it is,
200
586502
1405
ただ あるがままです
09:59
and once you have it,
201
587931
1151
そうなると
10:01
the words "natural" and "synthetic,"
they don't matter,
they don't matter,
202
589106
4411
自然とか 合成であるかだなんて
問題にはなりません
問題にはなりません
10:06
and nature synthesizes
this molecule just like we do,
this molecule just like we do,
203
594284
3212
自然も この分子を合成します
10:09
except nature is much better
at this than we are.
at this than we are.
204
597520
2287
ただし 私達よりずっと巧みに行います
10:11
Before there was life on earth,
205
599831
2378
地球上に生命が現れる前は
10:14
all the molecules were small, simple:
206
602233
3007
どの分子も小さく単純でした
10:17
carbon dioxide, water, nitrogen,
207
605264
1651
二酸化炭素 水 窒素
10:20
just simple things.
208
608018
1150
単純なものだけでした
10:21
The emergence of life changed that.
209
609192
1948
生命の出現で変わったのです
10:23
Life brought biosynthetic factories
that are powered by sunlight,
that are powered by sunlight,
210
611164
3236
生命は日光をエネルギー源とする
生合成工場をもたらしました
生合成工場をもたらしました
10:26
and inside these factories,
small molecules crash into each other
small molecules crash into each other
211
614424
3515
これらの工場内では
小さな分子同士がぶつかり
小さな分子同士がぶつかり
10:29
and become large ones:
carbohydrates, proteins, nucleic acids,
carbohydrates, proteins, nucleic acids,
212
617963
3308
炭水化物 タンパク質
核酸等の大きな分子になります
核酸等の大きな分子になります
10:33
multitudes of spectacular creations.
213
621295
2453
たくさんの壮大な創造物です
10:37
Nature is the original organic chemist,
214
625613
2325
自然は 有機化学者の元祖であり
10:40
and her construction also fills our sky
with the oxygen gas we breathe,
with the oxygen gas we breathe,
215
628932
3423
大気を 私たちが呼吸する
酸素で満たしました
酸素で満たしました
10:44
this high-energy oxygen.
216
632379
1468
この高エネルギーの酸素です
10:47
All of these molecules are infused
with the energy of the sun.
with the energy of the sun.
217
635597
3261
これらの分子にはすべて
太陽エネルギーが注ぎ込まれています
太陽エネルギーが注ぎ込まれています
10:50
They store it like batteries.
218
638882
1468
電池のように備蓄しています
10:52
So nature is made of chemicals.
219
640810
2842
自然は 化学物質でできています
10:56
Maybe you guys can help me
to reclaim this word, "chemical,"
to reclaim this word, "chemical,"
220
644251
2937
「化学」という言葉を
取り戻すのを手伝ってください
取り戻すのを手伝ってください
10:59
because it has been stolen from us.
221
647212
2499
私達から盗まれてしまったからです
11:01
It doesn't mean toxic,
and it doesn't mean harmful,
and it doesn't mean harmful,
222
649735
2699
化学は 有毒だとか
害があるという意味ではなく
害があるという意味ではなく
11:04
and it doesn't mean man-made or unnatural.
223
652458
2635
人工的や不自然という意味でもないのです
11:07
It just means "stuff," OK?
224
655117
3253
「物質」だということです
11:10
(Laughter)
225
658394
1521
（笑）
11:11
You can't have
chemical-free lump charcoal.
chemical-free lump charcoal.
226
659939
4036
ケミカルフリーの
炭なんてありません
炭なんてありません
11:15
That is ridiculous.
227
663999
1210
ナンセンスです
11:17
(Laughter)
228
665233
1001
（笑）
11:18
And I'd like to do one more word.
229
666258
1833
もう一言いわせてください
11:20
The word "natural" doesn't mean "safe,"
230
668932
2675
ご存知のとおり
11:23
and you all know that.
231
671631
2508
「自然」は「安全」とは違います
11:26
Plenty of nature's
chemicals are quite toxic,
chemicals are quite toxic,
232
674163
4483
自然の化学物質には
有毒なものも多いですが
有毒なものも多いですが
11:30
and others are delicious,
233
678670
2603
美味しいものもあり
11:33
and some are both ...
234
681297
1922
両方にあてはまるものも
11:35
(Laughter)
235
683243
1371
（笑）
11:36
toxic and delicious.
236
684638
1690
有毒で美味しいものもあります
11:38
The only way to tell
whether something is harmful
whether something is harmful
237
686813
2778
何かが有害かどうかを知るには
11:41
is to test it,
238
689615
1872
試してみるしかありません
11:43
and I don't mean you guys.
239
691511
2158
あなたがという意味では ありませんよ
11:45
Professional toxicologists:
we have these people.
we have these people.
240
693693
2809
プロの毒物学者という人達がいます
11:48
They're well-trained,
241
696526
1514
訓練を受けた人達ですから
11:50
and you should trust them like I do.
242
698064
2002
信用してください
11:52
So nature's molecules are everywhere,
243
700893
1770
自然の分子は 至る所にあり
11:54
including the ones that have decomposed
244
702687
1873
私たちが石油と呼ぶ
この分解された
この分解された
11:56
into these black mixtures
that we call petroleum.
that we call petroleum.
245
704584
2310
黒い混合物もそうなんです
11:58
We refine these molecules.
246
706918
2230
この分子を精製します
12:01
There's nothing unnatural about them.
247
709695
1819
何ら不自然なところはありません
12:03
We purify them.
248
711538
1150
これらを精製します
12:06
Now, our dependence on them for energy --
249
714228
2968
私達は エネルギー源として
これらに依存していて
これらに依存していて
12:09
that means that every one of those carbons
gets converted into a molecule of CO2.
gets converted into a molecule of CO2.
250
717220
4009
つまり これらの炭素はどれも
二酸化炭素に変換されます
二酸化炭素に変換されます
12:13
That's a greenhouse gas
that is messing up our climate.
that is messing up our climate.
251
721253
2944
これが 私達の環境を乱している
温室ガスです
温室ガスです
12:16
Maybe knowing this chemistry
will make that reality easier to accept
will make that reality easier to accept
252
724221
3691
この化学を知ることで
現実を受け入れられるようになる
現実を受け入れられるようになる
12:19
for some people, I don't know,
253
727936
1470
人もいるかもしれませんが
12:21
but these molecules
are not just fossil fuels.
are not just fossil fuels.
254
729430
2283
これらの分子は
化石燃料であるだけではありません
化石燃料であるだけではありません
12:24
They're also the cheapest
available raw materials
available raw materials
255
732523
2642
これらは化学合成を行うための
12:27
for doing something
that we call synthesis.
that we call synthesis.
256
735189
2334
最も安価な原材料でもあるのです
12:30
We're using them like pieces of LEGO.
257
738195
2102
これらをレゴのように使います
12:33
We have learned how to connect them
or break them apart with great control.
or break them apart with great control.
258
741083
4287
私達はつなげたり
バラバラにする方法を知っています
バラバラにする方法を知っています
12:37
I have done a lot of this myself,
259
745394
1606
私自身も数多く手がけてきましたし
12:39
and I still think it's amazing
it's even possible.
it's even possible.
260
747024
2349
それが可能であるということさえが
私には驚きです
私には驚きです
12:41
What we do is kind of like assembling LEGO
261
749397
3302
私達がすることは
レゴを何箱分も洗濯機に放り込んで
レゴを何箱分も洗濯機に放り込んで
12:44
by dumping boxes of it
into washing machines,
into washing machines,
262
752723
3032
組み立てるようなことですが
12:47
but it works.
263
755779
1305
これが うまくいくんです
12:49
We can make molecules that are
exact copies of nature, like epinephrine,
exact copies of nature, like epinephrine,
264
757108
4213
エピネフリンのように
自然の分子のコピーを作成したり
自然の分子のコピーを作成したり
12:53
or we can make creations of our own
from scratch, like these two.
from scratch, like these two.
265
761345
3992
これら２つのように
最初から作ったりします
最初から作ったりします
12:57
One of these eases the symptoms
of multiple sclerosis;
of multiple sclerosis;
266
765361
4270
多発性硬化症（MS）の
症状を和らげたり
症状を和らげたり
13:01
the other one cures a type of blood cancer
that we call T-cell lymphoma.
that we call T-cell lymphoma.
267
769655
3787
T 細胞リンパ腫という
血液がんを完治させます
血液がんを完治させます
13:05
A molecule with the right size and shape,
it's like a key in a lock,
it's like a key in a lock,
268
773466
4232
正しいサイズと形の分子が
錠前と鍵のように合致すると
錠前と鍵のように合致すると
13:09
and when it fits, it interferes
with the chemistry of a disease.
with the chemistry of a disease.
269
777722
3475
病気の原因となる
化学物質と反応します
化学物質と反応します
13:13
That's how drugs work.
270
781221
1293
これが薬の効く仕組みです
13:15
Natural or synthetic,
271
783580
1620
自然でも 合成でも
13:17
they're all just molecules that happen
to fit snugly somewhere important.
to fit snugly somewhere important.
272
785224
3460
重要なところで目的部分に
ぴったり結合する分子であれば 効きます
ぴったり結合する分子であれば 効きます
13:20
But nature is much better
at making them than we are,
at making them than we are,
273
788708
2680
でも 自然の方が
作るのがうまいのです
作るのがうまいのです
13:23
so hers look more impressive than ours,
274
791412
2112
私達より優れています
13:25
like this one.
275
793548
1578
これみたいにね
13:27
This is called vancomycin.
276
795150
1945
これはバンコマイシンです
13:29
She gave this majestic beast
two chlorine atoms
two chlorine atoms
277
797119
3063
自然は こいつにイヤリングのような
13:32
to wear like a pair of earrings.
278
800206
2185
２つの塩素分子を与えました
13:34
We found vancomycin in a puddle of mud
in a jungle in Borneo in 1953.
in a jungle in Borneo in 1953.
279
802415
5167
バンコマイシンは1953年に
ボルネオのジャングルの泥水で見つかりました
ボルネオのジャングルの泥水で見つかりました
13:39
It's made by a bacteria.
280
807606
1816
バクテリアが作り出したものです
13:42
We can't synthesize this
cost-efficiently in a lab.
cost-efficiently in a lab.
281
810355
2746
実験室で安価に
合成することはできません
合成することはできません
13:45
It's too complicated for us, but we
can harvest it from its natural source,
can harvest it from its natural source,
282
813798
4319
私達には 複雑すぎるのです
でも 自然から採取できるので
でも 自然から採取できるので
13:50
and we do, because this is
one of our most powerful antibiotics.
one of our most powerful antibiotics.
283
818141
4183
そうします
最も強力な抗生物質のひとつだからです
最も強力な抗生物質のひとつだからです
13:54
And new molecules are reported
in our literature every day.
in our literature every day.
284
822348
2955
新しい分子が日々
論文に報告されています
論文に報告されています
13:57
We make them or we find them
in every corner of this planet.
in every corner of this planet.
285
825327
3230
この地球上のどこかで作ったり
見つけたりしています
見つけたりしています
14:01
And that's where drugs come from,
286
829982
1691
薬はこうやってできるんです
14:03
and that's why your doctors
have amazing powers ...
have amazing powers ...
287
831697
2245
おかげでお医者さんには
すごい力があり―
すごい力があり―
14:05
(Laughter)
288
833966
1022
（笑）
14:07
to cure deadly infections
and everything else.
and everything else.
289
835012
2206
生死にかかわる感染症などを
治すのです
治すのです
14:09
Being a physician today
is like being a knight in shining armor.
is like being a knight in shining armor.
290
837242
3715
医師というのは 光る鎧に身を固めた
騎士のようなものです
騎士のようなものです
14:13
They fight battles
with courage and composure,
with courage and composure,
291
841948
2901
勇気と沈着をもって 戦いますが
14:16
but also with good equipment.
292
844873
1620
素晴らしい武器もあります
14:18
So let's not forget the role
of the blacksmith in this picture,
of the blacksmith in this picture,
293
846517
4018
この鍛冶屋の役割をお忘れなく
14:22
because without the blacksmith,
things would look a little different ...
things would look a little different ...
294
850559
3463
鍛冶屋がいなければ
かなり違うことになるでしょう
かなり違うことになるでしょう
14:26
(Laughter)
295
854046
2093
（笑）
14:28
But this science is bigger than medicine.
296
856163
2333
この科学は 医学よりも
はるかに大規模です
はるかに大規模です
14:30
It is oils and solvents and flavors,
fabrics, all plastics,
fabrics, all plastics,
297
858520
6219
それは油に溶剤 香料
布にプラスチック
布にプラスチック
14:36
the cushions that
you're sitting on right now --
you're sitting on right now --
298
864763
2270
皆さんが座っているクッションもですが
14:39
they're all manufactured,
and they're mostly carbon,
and they're mostly carbon,
299
867057
2460
すべて製造されたものであり
主に炭素ですから
主に炭素ですから
14:41
so that makes all of it organic chemistry.
300
869541
2034
どれも有機化学なのです
14:43
This is a rich science.
301
871599
2189
豊かな科学です
14:45
I left out a lot today:
302
873812
1854
今日は抜かしたことが
たくさんあります
たくさんあります
14:47
phosphorus and sulfur and the other atoms,
303
875690
3185
リンや硫黄
その他多くの原子
その他多くの原子
14:51
and why they all bond the way they do,
304
879812
2285
どれもが 独自の結合をしたり
14:54
and symmetry
305
882121
1255
左右対称性
14:55
and non-bonding electrons,
306
883400
1821
孤立電子対
14:57
and atoms that are charged,
307
885245
1544
電荷を帯びた原子
14:58
and reactions and their mechanisms,
and it goes on and on and on,
and it goes on and on and on,
308
886813
3096
反応やその機構
もっともっとあります
もっともっとあります
15:01
and synthesis takes a long time to learn.
309
889933
2010
そして 合成を学ぶのは
時間がかかります
時間がかかります
15:03
But I didn't come here to teach
you guys organic chemistry --
you guys organic chemistry --
310
891967
2881
でも 私は有機化学を
教えに来たわけではありません
教えに来たわけではありません
15:06
I just wanted to show it to you,
311
894872
1842
紹介したくて来たのです
15:08
and I had a lot of help with that today
from a young man named Weston Durland,
from a young man named Weston Durland,
312
896738
5039
ウェストン・ダーランドという若者に
助けてもらいました
助けてもらいました
15:13
and you've already seen him.
313
901801
1476
彼をご存知でしょう
15:16
He's an undergraduate
student in chemistry,
student in chemistry,
314
904427
2151
彼は 化学を専攻する学部生で
15:18
and he also happens to be
pretty good with computer graphics.
pretty good with computer graphics.
315
906602
3278
コンピューターグラフィックスも得意です
15:21
(Laughter)
316
909904
1737
（笑）
15:23
So Weston designed
all the moving molecules
all the moving molecules
317
911665
4088
今日 ご覧いただいた
動く分子はすべて
動く分子はすべて
15:27
that you saw today.
318
915777
1412
ウェストンが作りました
15:29
He and I wanted to demonstrate
through the use of graphics like these
through the use of graphics like these
319
917213
3240
私達はこのグラフィックスを使って
15:32
to help someone talk
about this intricate science.
about this intricate science.
320
920477
2458
この複雑な科学を語らせる
手助けとしたかったのです
手助けとしたかったのです
15:35
But our main goal was just to show you
321
923316
2341
本当に知ってほしかったことは
15:37
that organic chemistry
is not something to be afraid of.
is not something to be afraid of.
322
925681
2959
有機化学は 怖くないということです
15:41
It is, at its core, a window
323
929418
3190
その根本は いわば
15:44
through which the beauty
of the natural world looks richer.
of the natural world looks richer.
324
932632
3709
自然の美がより豊かに見える
窓口なのです
窓口なのです
15:48
Thank you.
325
936365
1151
ありがとうございます
15:49
(Applause)
326
937540
3267
（拍手）
ABOUT THE SPEAKER
Jakob Magolan - Organic chemistProfessor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines.
Why you should listen
Jakob Magolan holds the Boris Family Endowed Chair in Drug Discovery at McMaster University in Canada. As a graduate student, he was trained to synthesize the complex and beautiful molecules made by nature from simple chemical building blocks. His medicinal chemistry laboratory now partners with biologists and clinicians to find new molecules and innovative strategies to treat disease. He and his colleagues at McMaster's Institute for Infectious Disease Research are working to discover new antibiotics to combat the threat of drug-resistant microbial infections.
Magolan has taught organic chemistry to hundreds of undergraduate students. He believes in the tremendous value of scientific literacy in society and loves to share his appreciation of science with the public. Magolan prepared this TEDx talk together with graphic designer Weston Durland, who was one of his chemistry students.
Jakob Magolan | Speaker | TED.com