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#101 実験の再現性について
2026-04-17 28:22

#101 実験の再現性について

台本担当はさいぼうさんです。

医学系研究の再現性(論文で公開された実験の手法の通りに行った場合)はかなり低く、70%は再現できないらしいです。でも研究の現場ではこうやって再現性を精査していますよ、というお話です。


<ハイライト>

1つの実験を9回繰り返す

生物学的再現性は日を改めて3回

技術的再現性は1つのサンプルを3個に分取

細胞が増えるスピードから逆算

PCRは定性(有無の確認)

地球化学図の作り方を思い出してみる

科学の誤差


<参照URL>

医学生物学論文の70%以上が、再現できない!

https://www.natureasia.com/ja-jp/ndigest/v10/n11/医学生物学論文の70%25以上が、再現できない%21/48353


物学的再現性と技術的再現性

GUIDANCE ON TECHNICAL VS BIOLOGICAL REPLICATES

https://www.nature.com/documents/Biological_and_technical_replicates_guidelines.pdf


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【HP】 https://carnelian-jellyfish-c1b.notion.site/e23df6041eaa4bc1bca0e8c497374bf4

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<使用BGM>


オープニング「Cassette Tape Dream」

しゃろうさま


ジングル「Turn the Switch On」

Keido Hondaさま


ジングル「Rave the Machine」

Anonyment さま


エンディング「You and Me」

しゃろうさま

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サマリー

医学研究における再現性の低さが問題視される中、実際の研究現場では生物学的再現性と技術的再現性の2つの側面から、可能な限り再現性を確保するための厳密な実験デザインとデータ管理が行われている。実験のばらつきを最小限に抑えるための工夫や、統計解析における信頼性の確保について、具体的な手法を交えながら解説する。

オープニングと自己紹介
目からウロコの理科ラジオ #めかラジです。
こんにちは、目からウロコの理科ラジオ、通称めかラジオをお送りします。
パーソナリティは、花粉症と腹壁空炎でちょっとショボショボ状態のカリウムと、
40歳までに腹筋を割りたい細胞です。
よろしくお願いしまーす。
このラジオは、理系の話題が好きな人が集まるオンラインコミュニティ、理系トークラボの3人が、
身近にある科学、科学の時事ネタ、歴史上の出来事を、科学で読み解いたりする番組です。
です、えーっと、オープニングの細胞さん、
40歳までに腹筋を割りたいという、非常になんか気になるものを台本に書かれてましたけど、
なんか運動を始めたい。
いや、そうなんですよ。
なんか、同じ大学院に1校目の先輩がいたんですけど、
なんかこの前、その1校目の先輩をSNSで見かけた時に、なんかめちゃめちゃ若くって、
むしろなんか、僕と一緒に大学院に行った時より若いんじゃないかってぐらい。
7、8年前より。
で、なんか、すげー若いっすねって話をしたら、筋トレした方がいいって言われたんで。
あー、なるほど。
で、なんかね、結構僕、ちょこちょこ運動とかしてたんですけど、高校時代とか大学時代とか。
今まで1回も腹筋を割ったことがなくて、割れたのも見たことがなかったんで。
じゃあ、まぁちょっとあと4年以内、40の節目までに腹筋割れたらちょっと嬉しいなぁと思って、腹筋を拝んでみたいという願望ですね。
いや、私の周りに腹筋割れた人いませんよ。
いや、見た人、大人になるとね、家族以外ではなかなか見ることもありませんけれども。
水泳の授業とかあれば見ることもあるだろうけど、今ないので。
腹筋、あれ大変そうだなとかすごく思っちゃう。
腹筋の運動って言うと、上向きに寝て足を三角の状態にして頭をググってあげるっていう、あれのイメージがすごく強いから、あれすごいしんどいじゃないですか。
そうですね。
なんか僕は食事制限の方が辛くて結構。
前の収録の時に食べ過ぎてうーって話を。
そうそうそうそう。
なるべく食べ過ぎないようにしつつ、筋トレもしつつっていう、カリムさんおっしゃってたみたいに、
なんて言うんだっけな、思わせちゃった。
起き上がって腹筋を鍛えるようなやつとか。
あとプランクっていう、腕立て、肘の状態で体を斜めにキープするやつとかもやって、
そっちはあんまり時間も食わないしいいんですけど、
もうね、ほんと土日ずっと家にいるのに何も食べないのがほんとにつらいんですね。
ほんとその、自己、何て言うんだっけ、自己、
セルフレギュレーションですね。
なんて言うんですか、自分制御、自己制御力を試されています、ほんとに。
ほうほうほう。
自制心。
なるほど。
体力は大事ですよ、ほんとに。
40、後半になるとね、いろいろボロボロしてくる感じで、
やっぱり40代前にある程度の体力が持てるようにしとくっていうのが大事かなっていうのは思うんで、
頑張ってください。
頑張ります。
パーソナリティの近況報告
私は最近ね、腹部空炎になったみたいで、
花粉症がちょっと悪くなったんかなと思ってたんですけど、
花粉症で花って言ったら水っぽい花がダラダラっていうイメージじゃないですか、
私今だけ逆なんですよ。
色のついたほうがちょっと出てつまり気味なもんで。
で、ちょっとあの、
眉間の辺りとかが重くなったりするのって腹部空じゃないですか、大体。
はいはいはい。
はい、鼻の奥とか、眉間の間の中側とか。
で言ったら、じゃあ腹部空関係の方のお薬出しますねってドバドバ出されて。
うわー。
今だいぶ薬付けな感じがします。
まあでもね、ここはちゃんとやっていかないと後が辛いので。
あの鼻うがいとか試しました?
やったことないですね。
前になんか自家製鼻うがいを作ってみたけど、
紛失が大変だったってね、話されたことありましたけど。
ああそうなんですね。
だから、いやそうか。
いやなんか鼻うがいって結構流行ってるんで、
今どうなんですかね、腹部空をすっきりするらしいですよ。
おおー。
最近テレビのCMでも見えなくなってきたからやっぱり重要なのあるんだろうな、今は。
うん、たぶんたぶん。
僕はうまくいかなかったんですけど、ぜひぜひ試してみてください。
そうね、1回もしたことないのはやっぱりちょっと話のネタにもなるか、
目からじできる、なんて思ったりして。
はい、面白いかもしれない。
はい、ということで今回の目からじもぜひ最後までお楽しみください。
研究の再現性に関する問題提起
今日の話題は細胞さんが台本担当で、研究の再現性についてだそうです。
ちなみに挨拶の時にはちょっと間に合わなかった比叡さんがいらっしゃいました。
比叡さんよろしくお願いします。
普通に寝過ごしたというか、寝坊したというか、2度目してくれました。
細胞さんよろしくお願いします。
細胞さん、研究の再現性のお話なんですけども、どういう感じですかね、今日の話は。
はいはいはいはい、そうですね。
最近僕も実験結果の再現性についてうちの学生から質問を受けたので、
ちょっと僕自身も確認の意味も込めて勉強したんですよ。
なんでそんなお話にできたらなと思っております。
最初にちょっと衝撃的な事実というか、事実なのかわからないですけどね、ニュースが。
結構昔から言われていることなんですけど、
ネイチャーっていう科学芸能雑誌では頂点に君臨する雑誌のニュース記事で、
毎学研究の約70%は再現できないという報告がありました。
そう、そんなのがありまして、そんなのがあって、再現性がないのかと思われる方も多いと思うんですけど、
実際の研究室レベルでは、他のラボでも同じ結果が得られるように再現性にかなり注意を払って、実はデータを作成しております。
再現性がないと、研究結果が妥当だったかどうだかっていうのは確認しようがないよなと思うんですよ。
再現性をかなり注意払うっていうのは、例えばどういうことなんですかね。
実験を行う上での、例えば気温とか湿度とか、あとは部屋の正常度とか、道具が何だったかとか、
そういうのを全部明記、論文に載せるかどうかは別として、ちゃんと記録で残しているとか、そういう話なんですかね。
可能な限りはってところですね。だから、どんなマテリアルだ、ポリプロプリンを使ったのか、ポリエチリンを使ったのかとか、
どんな試薬を使って、その試薬に塩酸塩がついているのかとか、試薬はどの会社で買ったのかとか、ロットナンバーとかもちろん。
メーカーね。ロットナンバー。
チェックしてます。チェックしてます。もちろん。
で、チェックしてて、かつ、これからお話しする再現性の取り方、2つの方法を使って再現性が取れるようにしております。
僕が経験していたラボではそうですね。
でも、多分、湿度とかになってくると、もうビルが、大学のビルが調整してくれているので、
でしたし、国によってその湿度とかもやっぱり大きく変わってくるじゃないですか。いかにエアコンを使ったとしても。
はい。
だから、その辺でもコントロールしきれない状態っていうのは出てくるんじゃないのかなとは思いますね。
で、その辺でちょっとばらつきが出ちゃってる可能性は大いにあるなって思います。
で、実際に、昔の論文読んで、この実験やりたいなと思って、その実験の通り、その論文に書いてある通り実験やっても全く同じ結果が出てこない。
ちょっと違うみたいなのはやっぱり多々あることですし、
その辺は完全には再現できないっていうのは、70%とは言わずとも、多少の誤差はありつつも、再現性をとれないことがあるっていうのはちょっと納得はできるんですけど、
それでも、ラボの中では可能な限り再現性をとってますよっていう話ですね、今日は。
他のとこでもできるように、なるべく管理して、あらゆる情報も管理できる範囲での情報はすべて載せてるんですよという話です。
生物学的再現性と技術的再現性
で、ちょっと僕がいるのが、ライフサイエンス分野って、えっと、区切りではあるんですけど、再現性っていうのが大きく2つですね。
生物学的再現性っていうのと技術的再現性の2つに分けて考えております。
で、先ほども出てきた、科学誌ネイチャーですね。
で、その姉妹誌であるネイチャーコミュニケーションっていうこれもまた立派な雑誌なんですけど、そこのガイドライン、リンク貼っておきますので気になる方は見てください。
で、生物学的再現性っていうのは少なくとも3回すること、3回確認すること望ましいとされております。
はい、じゃあじゃあ生物学的再現性って何なのっていうと、例えば別々に育てた細胞とか別の日に作成したバイオ細胞、動物実験やるなら別の日に購入したマウスとか、別の時に生まれたマウスとか、別の日に実験をするとか、そういった形ですね。
そういった感じで独立したサンプルを用いて実験を行うことを指します。
別の日ですね。だから超簡単に言うと実験を別の日にやりましょうと。違う日にやるんだよと。
どのくらい話したら別の日っていうようになります?
もう1日でいいと思います。
昨日やって今日やるのを別という風に考えればいい感じ?
別という感じで考えていいと思います。
そう。だから、何て言うんですかね、細胞を準備するにも、月曜日に細胞を準備したら火曜日に実験できるのであれば、火曜日に別の細胞を準備して水曜日にその別の細胞で実験をやると。
で、水曜日にまた別の細胞を準備して木曜日に実験できるようにするっていう形で。
別々に細胞を準備して別の日にそれぞれ実験をすることがとても大事です。
別の日っていうのが。午前と午後でも最悪いいとは思うんですけどね。
別の日にやるっていうのは一応結構スタンダードです。
一方、技術的再現性っていうのは同一のサンプルを用いて評価すると。
だからさっきの例で言うと、月曜日に準備した細胞を3つ別のプレート?別のプレートって言えばいいのかな?別の試験管でもいいですし。
別のディッシュと言ってもいいですし。
に準備して同じ日に3つ同じ実験をするというのが技術的再現性ですね。
同じ種類を分けて測定する。同じものを繰り返し測定するといった形で。
これは測定そのもののばらつきを確認しています。
これは生物学的な違いではなく、測定自体のばらつきを比較しているものを技術的再現性と言います。
改めて定義としてはバイオロジカルレプリケートですね。
生物学的再現性っていうのは生物学的に異なるサンプルを測定し、生物由来のばらつきを捉えると。
技術的再現性、テクニカルレプリケートって言うんですけど、
これは生物学的な違いを最小限に抑えた同一サンプルの繰り返し測定により測定誤差を評価するということで。
その2つの再現性を用いて、なるべく他の人たちでも同じ結果が出られるようにっていうのをラボ内で測定しております。
現在の標準的な実験デザインですね。
まず同一サンプルで複数回測定して技術的再現性を確認しつつ、その実験を別の日に繰り返すことで生物的再現性を確保すると。
両方やるんですね。
再現性を確保するための実験デザイン
統計解析、やってみましょうってなったときに、例えば1日目に技術的再現性を確保するために3つのプレートを準備して、3つのデータの平均値を算出します。
別の日にまた3つやって、その3つの平均値を算出。
別の日にさらに3つの技術的再現性を確認するサンプルを行い、3個行って平均値を算出。
それぞれ3日間ですね。3日間別のデータで取れてきた平均値を使って、NをNイコール3として統計解析を行うっていうのが一般的になっております。
結構手間かかりますね。
そうなんですよ。
再現できないっていうのは簡単ですけど、こっちはこっちでやれる限りのことはやっているんですよというふうに。
こんなふうにサイラフサイエンスではナボナイでの再現性を精査しておりますという今日はお話でした。
なかなか大変だなこれ。
そうなんですよね。だからやっぱり最近とかだと一晩とか1週間もあるわけで増えてくるんですけど、
細胞とかやってる人たちは1つの細胞が2つの細胞になるまで24時間かかるんで、それなりに結構時間がかかったりするので大変です。
頑張ってます。
細胞の種類によっては数分で倍になるっていうのもあるし、逆に1日かかんないと倍になってくれないやつもあるって話を前に聞いた気がするんで。
細胞の分裂スピードによってはそれすごい時間かかるっていう。
そうですね。細胞だと基本的には20時間ぐらいはかかると思う。細菌だと15分とかで分裂もできるんですけどね。
細胞ね。
そうそう違うんですよ。でもそうじゃやっぱ時間かかるんですけど、でもやっぱりこれをやらないと論文の査読っていう工程があるんですけど、
その国の別世界中の研究者の人がその論文を提出した人を評価するっていう査読っていう過程があるんですけど、その査読の過程でこの統計検査っていうのはおかしいよねっていうのでコメントがつくんですよ。
あーちゃんとそこまで見られてるんですね。統計。再現性をね。
そうです。そうです。
こんな単純なのでいいのかよみたいな話になっちゃうから。
そうそうそうなんですよ。
あんまし簡単にやると。
そうそうなんですよ。だからそう、頑張ってますよーっていう。
PCR実験と化学実験の再現性
これでも再現性取れなかったらなんかすいませんと。すいませんっていうのかな。
なんかコントロールできない要因が関与してるんじゃないのかなっていう感じですね。
いやー、バイオやっぱ大変そうだなー。なんか私はバイオ系の実験自体はやったことがないので、PCRでやるのはもう最初から手順が全部決まってるやつをやってるから、そんな繰り返しではやらないし。
うーん、いや実際やってる人たち大変なんだなーっていう。
PCRだといいですよ。バンドがあるかないかで決まりますもんね。定量しないですもんね。訂正的な診断だから。
そう、定量はないですからね。そこは楽ですよね。割合が決まってれば問題はないのだから。
だから最初PCRのミックスを作るじゃないですか、バッファー入れてプライマー入れて、あとはなんだっけPCRの繋いでくれるやつ。
ポリメレース、ポリメラーゼ。
ポリメラーゼ入れたりとかっていうのを入れて、それで例えば実際必要なのが15本分あればいいとして、
ちゃんと入らないことも考えてプラス2とか3くらい作っておいて、で実際その15本分に分集するときに足りないなんてことがあったりするようになって。
あれ15本以上で作ってるはずなのに15分足りないって言って、じゃあ予備をプラス2じゃなくてプラスは3でやったほうがいいのかって。
これ作んなきゃいけない本数によってどんどん誤差が増えてきちゃうから、これ濃度を求めるんだったらこういうようなことやっちゃいかんのだろうけど。
PCRはそこじゃないから、割と雑でいいよなって思ってることがあります。
生物、私がやってる範囲では。その辺は雑でもいいよなっていう。化学は結構その辺きついから、15本作って15本分なかったとかいうのを許されないような気がするなっていう。
怪しい気がしますね。
でもそれでも多少のやっぱピペットのエラーっていうのは存在するので、そんなこともどっかしらでは起きてるのかもしれないですね。
だからどこまで、限界までどんなに制御しても制御しきれない部分で誤差っていうのはやっぱ出てきちゃうんじゃないのかなと。
そんな風にピペットエラーとかちょっとしたエラーで出てきちゃうよなっていうのはありますね。
手作業ですからね、最終的にやるのはね。逆に機械でオートでやってくれるものもあったりはするんだろうけど、PCRじゃなくて別の何かしらのやつで。
今度はその機械がやってくれるものがちゃんと正しいかどうかやっぱり手で確認しないといけないよなっていう。
そう考えるとね、いかに機械化されてもいつまでも人の手が必要なAIに代替されない職業ではありますね。
人間の価値が試されている。
地学における再現性と誤差
地学の方で再現性の話なんか、どこまでが誤差でどこまでが誤差じゃなくて優位性があるかっていうのをね、どうだったかなっていうのがちょっとあったんですよ。
何せ私学生だったのがもう30年ぐらい前の話だからあんまし記憶になくて。
桁が違ったら誤差じゃないっていう。桁が同じ分には誤差だろうっていうようなイメージがなんとなくある。
いい加減すぎますよね。そういうのって多分いい加減だと思うんだけど。
でもあれじゃないですか、自然現象を測定するじゃないですか。
僕らはその細胞を準備して試薬を準備して自然現象をかなり人為的に操作できるところまで落とし込んでから実験するじゃないですか。
でもかりゆめさん確か地震を予測するっていう研究でしたよね。
でもそっちの方はそういう話はしてないな。
収支の時の研究ではそっちの話はあんましてなくて。
得られた値を最終的には風利解析とかやってたから多分一個一個についてはそこまで細かく見てないかったような気はする。
でもそれをする前に普通の地球化学の手法を習う上で地球化学図っていうのを作るっていうのを4月に初任者研修みたいな感じでみんなが一斉に同じフィールドにおいて
川に溜まっている砂利を集めてきてそれをフッサンで分解してそこから金属イオンとかをICPとか原子急行とかで分析してっていうのを一斉にやるんですよ。
だからその時のような話だったかなとか思ってて。
なるほどなるほど。
そうするとやっぱり普通に化学分析をするんで。
ケミカルの分析化学の分野になるのかな範囲としては。
例えば何ppmっていうような感じで。
例えばナトリウムが何ppmあったとかっていうようなのを測定をするときに。
本当に今どんだけ精密な話をしてるかって言うとだいぶ雑ですけど。
10ppmあったっていうのを多分それは再現性2回か3回かやったかもしれないけど。
例えばその岩石を溶かして最終的に得られた溶液を分析装置にかけて。
その時に分析装置からその溶液を細いチューブを入れてそれで引っ張っていって分析かけて。
そうすると1回2回3回って分析機械の方が自動的に3回分測定してくれて。
それの平均値を出すっていうことをしてたんだよなと思って。
そういうのはあるし例えば1回その溶液を吸って1回抜いてもう1回入れてもう1回測定するというようなことをやったりとかもしてたし。
そうやって誤差の確認するっていうようなことはやってたような気はする。
その場合はそんな桁が違ったらダメとかって言うんじゃなくてもっと細かい精度が求められてたような気はしますね。
なので地学にもいろいろありますんで。
なるほどなるほど。
特にケミカルに関することについては割とそこら辺はしっかり誤差についてのことはやってたと気がする。
はい。ありがとうございました。
化学実験における誤差管理
雑でございました。
そうなんですね。面白い。
それこそ比叡さんは化学系の専門で勉強されてて専門学校行ってたわけだし。
そういう誤差の話なんか結構厳しく言われたんじゃないんですか。
誤差はまあ厳しく。
そうですね。どういう器具とか使って測定するとか。
測定するときの条件ですね。
例えば試薬を測るときもミスシリンダーを使うのかもっと正確にホールピベットとかを使うのかとかはその試薬をどういう目的で使うかどの役割を持つかっていうので考えてやってましたね。
普通になんか、pH調整する目的で実験結果にそこまで影響を与えないっていうものだったらビーカーでラフにやっちゃいますし、
なんかもうめちゃくちゃ重要ってやつはそれこそ小数点4代表位まできっちり測るみたいなこともやってましたね。
ガラス、ホールピベットとかの目盛りの読み方も結構ちゃんと厳しく教わったので、そこが誤差になっちゃうので、そのあたり結構厳しかったですね。
ホールピペットもいくら勉強しても多少目に透かすを見たとはいえ多少ずれません。
ずれますね、ずれます。
ずれるっていうか、見てずれるっていうよりは微調整が難しいので、これくらいならいいだろうなっていう心理が働きやすいっていうのもありますね。
そうですよね。あれもね、どんなにやっぱりね、どんなにどんなに手法を極めていっても多少ね、何しでも誤差って出ちゃいますよね。
出ますね。で、厄介なのは目できっちり毎回、例えばホールピットの赤い赤とかの線のインクの部分の帯の毎回上端で合わせるとかやってても、
ガラス自体の、ガラス器具なんでその器具自体の誤差とか、その日の室温とか汚れ物の取り扱いによるちょっとしたガラスの膨張収縮の誤差とか、内面に取り切れてない汚れとかの誤差とか、そういうのも影響してくるんで。
出るだろうね。
出ますね。
まあでもこうですね、可能な限り精密にやっておりますと。
はい。
可能な限り。
みんな頑張ってやっております。
そう、みんな頑張ってやっております。
はい。はい、どうも今日はありがとうございました。
はーい。
はーい。
CMと番組からのお知らせ
はい、ここでCMです。
科学の話ができる話し相手が欲しいけど、家族は付き合ってくれないし、職場で話の合うような人もいないなと思ったことありませんか。
他に、大学院に進学したは良いけれど、同期はもうみんなほとんど卒業しちゃって孤独になっちゃってませんか。
それならオンラインコミュニティの理系トークラブはいかがですか。
クラウドファンディングのキャンプファイヤーから加入することができます。
詳しくは、概要欄のリンクをご覧ください。
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お気軽に投稿してください。
ということで、今回のメカラジはここまでです。
お聞きくださりありがとうございました。
お相手あり、系統グラボ、ラジオ部、メカラジのひのえひえと、
細胞と、
カリウムでした。
さよなら。
さよなら。
次回もお楽しみに。
28:22

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