キャザー・シンプソン

キャザー・シンプソン
KiwiNet 研究商業化賞、2016 年 6 月
その他の名前	ミリアム・キャザー・シンプソン
母校	バージニア大学、ニューメキシコ大学医学部
科学者としてのキャリア
機関	サンディア国立研究所、ケース・ウェスタン・リザーブ大学、オークランド大学、マクダーミッド研究所、ドッド・ウォールズ・センター
論文	金属ポルフィリン系の機能ダイナミクス (1994)

ミリアム・キャザー・シンプソンはニュージーランド系アメリカ人の物理学/化学の学者であり起業家です。彼女は現在、オークランド大学で物理学部と化学科の合同教授を務めています。彼女はオークランド大学のPhoton Factoryレーザー研究所の創設者であり、2つのスピンオフ企業であるEngender TechnologiesとOrbis Diagnosticsの最高科学責任者です。彼女はドッド・ウォールズ光子および量子技術センターの准研究員であり、マクダーミッド先端材料およびナノテクノロジー研究所の名誉研究員でもあります。彼女は2019年に王立協会テ・アパランギ・ピカリング賞を受賞しました。 ^[1]彼女は教育、メンタリング、および公共の啓蒙活動に重点を置いており、科学における男女平等と倫理の問題を積極的に支持しています。

フランクフルトに駐留していたアメリカ軍将校の娘として、シンプソンはドイツで生まれた。^{[2] [3] [4]}彼女の家族は彼女が高校を卒業するまでに16回も米国と米国を行き来した。^[4]彼女は大人になってからの順応性はこの経験のおかげだと考えている。シンプソンの母親は大学で美術史を専攻し、父親は英語を専攻していた。彼女の家族には科学者はいなかった。優秀な学生だった彼女はラテン語と文学を学び、医学か法律の道に進むよう奨励された。^[3]

1983年、シンプソンはバージニア大学で名誉あるエコールズ奨学金を獲得した。これは、探究の自由と批判的思考を奨励するユニークな学部プログラムである。^{[3] [2]}当初の目的は医学を学ぶことだったが、エコールズプログラムの学問的柔軟性により、歴史、文明、文学などさまざまな科目を履修することができた。1年生のとき、彼女は上級生物学コースを履修し、指導教官のリチャード・ロデワルド教授から夏の間、彼の細胞生物学研究室で働くよう招かれた。^{[2] [3]}ロデワルド教授は彼女の最初の科学の指導者となり、彼の研究室での経験が、彼女に科学者になることを決意させた。^{[3] [4] [2]}彼女は、生まれたばかりのラットがどのようにして母乳から免疫グロブリンを血流に取り込むのかを調査し、実験の設計とテスト、電子顕微鏡などの機器の使用方法を学んだ。^{[3] [2]}彼女は1986年に学際研究の学士号を取得して卒業した。 ^{[5] [6]}

シンプソンは、ハワード・ヒューズ博士研究員としてニューメキシコ大学医学部で医学の博士号を取得しました。^[6]彼女は、アレルギー関連受容体に関する細胞生物学の博士研究を開始しました。^{[3] [2]}彼女は、ブタクサに遭遇したときにヒスタミンやセロトニンなどの分子が免疫細胞から放出される仕組みや、アレルギー反応中に細胞の細胞骨格がどのように形を変えるかを調べる医学博士課程/博士課程に在籍していました。^[7]博士課程の途中で、シンプソンは医学部からニューメキシコ大学化学部の分光法研究室に移り、研究の焦点とグループを変更しました。^{[3] [4] [2]}彼女は、この変更の理由を2つ挙げています。まず、細胞生物学の問題を理解するために、物理化学の数学的側面についてさらに学ぶ必要があったと言います。^{[3] [2]}第二に、彼女は当初、論争の余波を避けるために物理化学科で3か月の休職を計画したと述べている。^{[7] [4]}この間、彼女は光と分子の相互作用を調査するためにレーザー分光法に携わった。 ^[7]彼女は3か月後に医学部に戻り、新しいグループに参加する予定だったが、このテーマに魅了され、二度と戻らなかった。^[7]

彼女の博士研究の残りの焦点は、血液中の酸素運搬分子であるヘムタンパク質の超高速振動ダイナミクスでした。 ^{[5] [8]}彼女は、分子がレーザーに当たった後の最初のピコ秒間に光に反応する方法を研究する方法を開発しました。 ^[8]彼女はこの方法をスト​​ップモーション写真に例えています。まず、短く鋭いレーザー光のパルスを分子に当てます。次に、一連の分光「スナップショット」を撮り、分子がレーザーから吸収したエネルギーで何をしているのかを確認します。この方法を使用して、彼女は血液中のヘム分子が光を吸収し、それを振動、つまり分子レベルの熱に変換することを発見しました。^[4]彼女は1994年にヘムタンパク質の超高速振動ダイナミクスに焦点を当てた医学の博士号を取得しました。^[5]分子が光をさまざまな形に変換する方法を理解することは、それ以来シンプソンの研究の焦点となっています。^[7]

アルバカーキのサンディア国立研究所でエネルギー省の優秀博士研究員を務めた後、シンプソンは1997年にケース・ウェスタン・リザーブ大学化学科で終身在職権付きの職に就いた。 ^{[6] [5]}そこで彼女は分子における超高速エネルギー変換を研究するためのレーザー研究室を設立した。^[4]同僚のメアリー・バークレー教授とともに、シンプソンは化学科に雇われた最初の2人の女性の1人だった。^[9]彼女は准教授に昇進し、化学ダイナミクスセンターを設立した。彼女はNIH、NSF、米国防総省の支援を受けた研究プログラムを成功させた。^{[10] [11]}彼女の研究は光線療法、分子およびナノスケールの電子部品、および光活性システムの基本動作の解明に直接影響を与えた。^[11]シンプソンはケース化学学者プログラムの責任者でもあり、1999年から2000年にかけてグレナンフェローを務めた。^[11]レーザー研究と並行して、彼女は学部教育における革新、科学における女性、教育と研究における倫理を促進した。^{[6] [11]}

2007年、シンプソンはニュージーランドに移住し、オークランド大学で物理学と化学の教授になった。^{[5] [4]}シンプソンによると、理学部長が彼女に魅力的な仕事のオファーをしてくれたため、移住は双方にとって有利だったという。^[2]ニュージーランドに移住した後、シンプソンの焦点は基礎的な青空研究からより応用的な商業研究に移った。^{[12] [8]}この方向転換の当初の動機は、研究に必要な高価なレーザーの資金を調達する必要性だったが、すぐに応用研究と商業研究が社会にとってより広い価値があると確信するようになった。^[12] 2015年、シンプソンはリチャード・イーザーとデイビッド・エドワード・ウィリアムズとともにオークランド大学でサイエンス・スカラーズ・プログラムを共同設立した。^[13]

2010年にシンプソンはオークランド大学にマルチユーザーレーザー研究施設であるフォトンファクトリーを設立しました。^{[8] [6]}フォトンファクトリーの中心的な使命は、光と物質の相互作用を調べ、材料を操作および加工するためのレーザーパルスの高度な使用を通じて、ニュージーランドのすべての科学者（学術、産業界、政府、学生主導）の研究を可能にすることです。^[2] キャサーは、イノベーションと経済的利益を促進する大学の役割に強い関心を持っており、フォトンファクトリーを大学の研究室から影響力の大きい「イノベーションハブ」に変えることを目標としている。^[12]フォトンファクトリーの物理学、化学、工学、生物学の学者、ポスドク研究者、大学院生、学部生からなる学際的なチームは、流動的なチームで、基礎、応用、起業研究の問題を解決している。^{[12] [4] [2]}彼らの研究は、基礎化学物理学から応用フォトニクスまで、幅広い研究ポートフォリオをカバーしている。産業界とのコラボレーションが運営資金の鍵となっている。^[8]

フォトンファクトリーの研究は、極めて短い（フェムト秒）レーザーパルスを使用して基礎的および応用的な問題を解決することに特化しています。これらには、マイクロマシニングとマイクロファブリケーション（材料の切断、製造、成形）だけでなく、光を吸収してから数百万億分の1秒で分子を調べることが含まれます。^{[4] [1]}彼らは、超短レーザーパルスの「形状」に対する空間的および時間的制御を実証し、それらのパルスをさまざまなアプリケーションで使用した世界初の研究者です。^{[1] [4]} 彼らは、骨の手術と空気質センサーチップの進歩をもたらしました。彼らはまた、芸術における色素の退色の研究、光ベースの癌治療法の調査、疑わしい皮膚病変の診断用の携帯型デバイスの開発、および基本的なレーザーと材料の相互作用の調査を行ってきました。^{[14] [12] [4]}シンプソンは2010年から2019年まで研究チームを率い、その後、商業的な役割に集中するためにフォトンファクトリーのディレクターを退任しました。^[15]

シンプソンの研究は、分子や物質が光をより有用なエネルギーに変換する方法についての重要な洞察を提供し、この知識を乳製品業界の精子選別などの新しく興味深い分野に応用したことで国際的に認められています。^[5]シンプソンと彼女の学生は、超高速レーザー分光法を使用して、光をより有用なエネルギーに変換する急速に進化する分子を研究しています。^[6]

シンプソンは、研究と関連するスピンオフ企業で国内外の賞を受賞しており、2016年には女性として初めてKiwinet Researcher Commercialisation Awardsで最優秀賞を獲得し、2019年にはニュージーランド王立協会のピカリング賞を受賞しました。2018年にはニュージーランド王立協会、2016年にはニュージーランド化学研究所のフェローに選出され、ニュージーランド物理学研究所の前所長でもあります。^[1] 2023年には、SPIE（国際光学会）のフェローに選出されました。^[16]ニュージーランドの2つの国立研究センター（CoRE）であるドッド・ウォールズ光子・量子技術センターの准研究員^[17]であり、指導的役割を果たしてきました。また、マクダイアミッド先端材料・ナノテクノロジー研究所の名誉研究員でもあります。^[6]彼女はまた、国際純粋・応用物理学連合のレーザー物理学とフォトニクス委員会に選出されています。彼女はSPIEの積極的なメンバーであり、2021年から2023年まで理事会で務め、いくつかの会議で発表し、会議委員会で活動してきました。^[18]

シンプソンは、フォトニクスと光ベースの技術を利用して農業をより効率的かつ持続可能なものにすることに強い関心を持っています。彼女はこのテーマについて国際的な講演を行い、記事を執筆しており、2016年には農業分野の生産性と健康の改善に関心を持つ中国政府高官の代表団をフォトンファクトリーに迎えました。^{[19] [20]}彼女はフォトンファクトリーで行われた研究に基づいて、アグテック分野で2つのスピンオフ企業を設立しました。

シンプソンの最初のスピンオフ企業はエンジェンダー・テクノロジーズである。彼女は2011年にシード投資会社パシフィック・チャンネルと共同で同社を設立し、オークランド大学の商業化会社ユニサービス社の支援を受けた。^{[21] [22] [23]}エンジェンダーは雄牛の精子を性別ごとに効率的に選別する新技術を開発した。これは農家が群れの遺伝的制御を強化し、殺処分しなければならない雄の子牛の数を減らすことを目的としている。この技術では、レーザーを使用して、マイクロ流体チップ上の「人間の髪の毛ほどの大きさの」チャネル間で精子細胞を「押し込む」。^[8]このプロセスにより、X（メス）とY（オス）を持つ雄牛の精子細胞が分離され、性別による選別が可能になる。^[24] 2016年、エンジェンダーはシリコンバレー・フォーラム・テック・ワールドカップのアグテック部門で優勝したが、これはオーストラリア企業としては初の優勝となった。^{[25] [26]} 2018年11月、同社はオランダの協同組合CRVのニュージーランド支社である多国籍遺伝子企業CRV-Ambreedに買収されました。シンプソンは現在、ニュージーランドでの開発を継続するためにCRV-Ambreedにフルタイムで雇用されています。^{[22] [27] [24]}

シンプソンは創業者兼取締役として、2番目のスピンオフ企業であるオービス・ダイアグノスティクスの取締役を務めている。^[28]同社は当初、搾乳小屋で「牛のいる場所」で牛乳の成分を分析する技術を開発するためにシード投資を集めた。この技術はCDサイズのディスクで構成されており、高度なレーザー技術を使用して脂肪、タンパク質、プロゲステロン、その他の関連化合物を測定し、牛の健康、生殖、栄養状態を農家に知らせることを目的としている。^{[29] [8]}最初の概念実証研究はオークランド大学の商業化会社ユニサービスからのシード資金で行われ、同社はシード投資会社パシフィック・チャンネルからの新たな投資ラウンドで設立された。^{[29] [30] [31]}

COVID-19の流行を受けて、オービス・ダイアグノスティクスは、COVID-19抗体の検出に「ラボ・オン・ディスク」技術を応用することに焦点を移した。同社の目標は、コミュニティ内の必要な場所で、時間に敏感な方法で医療検査室の精度の検査を提供する、堅牢で使い捨てのマイクロ流体ディスクを開発することである。この検査は、指先から血液を採取して行う。この技術は、人がウイルスに対する免疫を持っているかどうかを検出するものであり、現在感染しているかどうかを検出するものではない。^[32]これにより、免疫状態がリスクなく安全に社会で活動できる個人を特定できるようになる。同社は、この開発のために520万ニュージーランドドルの資金を調達した。^{[33] [34] [35]}

シンプソンはキャリアの早い段階から科学の人間的側面を重視し、教育、メンタリング、倫理、公共コミュニケーションに重点を置いてきました。^[12]ケース・ウェスタン・リザーブ大学では、学部教育における革新、科学における女性、教育と研究における倫理を促進しました。^[6]彼女はCWRUモルターボード協会から「トッププロ」賞を受賞しました。^[5]オークランド大学では、毎年1200人以上の理科および非理科専攻の学生を教えており、その中には大規模な学部課程や、物理学と詩を結びつける英語学部のクラスが含まれています。2013年、シンプソンはニュージーランドで高等教育における継続的な卓越性に対して国家賞を受賞しました。^{[36] [37]}彼女は、学生の自立と自発性を促す革新的な教育およびメンタリングのアプローチを採用したことで賞賛されました。^{[38] [4]}これらには、「隣人を説得する」や「今日の問題」のグループ演習など、批判的思考を促進するための大規模なグループ手法が含まれます。賞の報告書によると、学生の反応は良好で、優れた学生評価と成果を上げています。理工学部の学生は、フォトンファクトリーで最先端の研究を行うことが奨励されています。^{[39] [38]}

シンプソンは大学院時代から現在に至るまで、科学における倫理とジェンダーバイアスの問題について公に主張してきた。^{[7] [9]}彼女は、地球規模の気候変動、きれいな飲料水、持続可能なエネルギーなどの持続可能性と社会正義の問題に対処するために、フォトニクスと光ベースの技術をどのように使用できるかに強い関心を持っている。^{[6] [40] [12] [41] [20] [42]} 2019年10月、彼女はオークランド大学のキャンパスでの人種差別に反対する公開書簡に署名した。^[43]

シンプソンは科学における多様性の擁護者である。彼女はケース・ウェスタン・リザーブ大学化学科に雇用された最初の2人の女性化学者の1人で、ACES（工学と科学における学術キャリア）と呼ばれる米国のプログラムに参加した。このプログラムは、科学と工学の労働力におけるあらゆるレベルの教員と学術指導者に女性が全面的に参加することを目指していた。^[9]彼女によると、ACESプログラムのおかげでジェンダーバイアスを認識し、学術スタッフにそれと戦うためのツールを与えることができたという。彼女はそれ以来、ニュージーランドでの指導的役割にこれらの教訓を適用してきた。^{[9]彼女はまた、マオリ族と}パシフィカ族に科学のキャリアを検討するよう奨励してきた。^{[40] [4]}

2015年以来、広報活動はフォトンファクトリーの主要ミッションの一つとなっている。^{[12]フォトンファクトリーの協調的な広報活動は、シンプソンがニュージーランド}国際光年委員会の共同議長に就任した2015年に始まりました。この祝賀行事は、経済、芸術、科学など、私たちの生活のあらゆる側面における光と光ベースの技術の重要性についての認識を高めることを目指したものでした。^[40]シンプソンと彼女のチームは、Unlocking Curious Mindsプログラムの下でニュージーランド政府から資金提供を受けました。イベントの一環として、シンプソンのチームはアートコンテストやロゴコンテストを開催し、先住民（マオリ）コミュニティと協力して「国際光年」の翻訳を考え出しました。彼らはニュージーランド全土の8つの博物館で広報活動を行い、光に関連した実践的な実験を含んだ子供向けの低価格の持ち帰り用光学キットを作成し、何万人ものニュージーランドの子供や若者に提供しました。^{[3] [40]}これらの活動は蛍光細菌から食べられる光学機器まで多岐にわたり、箱自体はインタラクティブな実験を行う分光器として機能しました。^{[40] [44]} 2015年以来、シンプソンと彼女のチームはオークランドとニュージーランドの田舎の学校やコミュニティと積極的に関わっています。

シンプソンは基調講演者および全体講演者として、科学におけるジェンダーバイアス、イノベーション、教育、科学普及、持続可能な農業のためのフォトニクスなどのテーマについて講演してきました。^{[45] [9] [3]}彼女の公開講演には、TEDxトーク^[46]と、ペリメーター理論物理学研究所が主催した2019年の公開講演2回が含まれています。1回は「農場、食品、フォトニクス」をテーマに、もう1回は国際女性デーにちなんで高校生向けに「科学の未来の女性を刺激する」をテーマに開催しました。^{[41] [47]}

• 1983–1986 バージニア大学（米国）のエコールズ奨学生^{[5] [2]}
• 1989–1994 ハワード・ヒューズ博士研究員（米国）^{[5] [11]}
• 1994–1996 エネルギー省優秀ポストドクター研究員（米国）^[5]
• 1998年「トッププロ」賞、CWRUモルタルボード協会、ケース・ウェスタン・リザーブ大学（米国）^[5]
• 1999-2000 グレナンフェロー賞（若手教師研究者賞）、ケースウェスタンリザーブ大学（米国）^[5]
• 1998–2004 FIRST賞（R29）、国立衛生研究所（米国）^[5]
• 2012年オークランド大学継続優秀教育賞（ニュージーランド）^[39]
• 2013年高等教育における継続的優秀賞、アコ・アオテアロア、高等教育優秀全国センター（ニュージーランド）^[4]
• 2016 KiwiNetボールドウィンズ研究者起業家賞^[48]
• 2016年 KiwiNet BNZ 最高賞 研究商業化のあらゆる中核分野における総合的な優秀性に対して受賞（シンプソン氏はこの賞を受賞した初の女性）^[1]
• 2016年ニュージーランド化学研究所フェローに選出^[3]
• 2016年シリコンバレーフォーラムワールドカップテックチャレンジ2016（シンプソンの会社エンジェンダーがアグテック部門優勝）^{[49] [24]}
• 2017年、英国王立協会テ・アパランギが選ぶ「150人の女性150語」の一人に選出。^[50]
• 2018 年に王立協会テ・アパランギのフェローに選出^{[18] [3] [51]}
• 2018 SPIEスタートアップチャレンジでシンプソン氏の会社オルビスダイアグノスティクスが3位を獲得^[52]
• 2019年王立協会テ・アパランギ・ピカリング賞受賞。「ニュージーランドに焦点を当て、世界に影響を与える課題に取り組んだ革新的な光子技術の先駆的な研究と商業化」^[3]
• 2023 SPIEフェローに選出^[53]

• Jentzen, W.; Simpson, MC; Hobbs, JD; Song, X.; Ema, T.; Nelson, NY; Medforth, CJ; Smith, KM; Veyrat, M.; Mazzanti, M.; Ramasseul, R.; Marchon, J.-C.; Takeuchi, T.; Goddard, WA; Shelnutt, JA (1995). 「シトクロム C のヘムの保存された波打ちのモデルとしての一連のニッケル(II) メソ-四置換ポルフィリンの波打ち」。アメリカ化学会誌。117 ( 45): 11085–11097。doi :10.1021/ja00150a008。PMID 27275517  。
• Drain, Charles Michael; Gentemann, Steve; Roberts, James A.; Nelson, Nora Y.; Medforth, Craig J.; Jia, Songling; Simpson, M. Cather; Smith, Kevin M.; Fajer, Jack; Shelnutt, John A.; Holten, Dewey (1998). 「非平面ニッケルポルフィリンのピコ秒からマイクロ秒の光力学: 溶媒誘電および温度の影響」アメリカ化学会誌. 120 (15): 3781–3791. doi :10.1021/ja974101h.
• Shah, Shashin; Simpson, M. Cather; Smith, Rhett C.; Protasiewicz, John D. (2001). 「ホスファ-ウィッティヒ試薬 ArPPMe3 の光分解により生成されるホスフィニデンの 3 つの異なる運命」。アメリカ化学会誌。123 (28): 6925–6926。doi :10.1021/ja015767l。PMID 11448199  。
• Shreve, Andrew P.; Franzen, Stefan; Simpson, M. Cather ; Dyer, R. Brian (1999)。「馬ミオグロビンにおける NO 再結合ダイナミクスの溶液グリセロール含有量への依存性」。The Journal of Physical Chemistry B。103 (37) : 7969–7975。doi :10.1021 / jp991163g。S2CID  55763536。

Scholia には Cather Simpson (Q45338746) のプロフィールがあります。

• Google Scholarにインデックスされた Cather Simpson の出版物
• ResearchGateの Cather Simpson による出版物
• LinkedInの Cather Simpson
• 機関ホームページ
• ペリメーター研究所: 物理学を利用して地球に食料を供給する (ビデオ)