中国、ケブラーより6倍も強い超強靭なシルク繊維を開発

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中国の科学者らは、遺伝子組み換えカイコから初めて完全なクモの糸を合成し、ケブラーなどの「ほとんどの天然繊維や合成繊維」よりも強度を高めた。

遺伝子組み換えカイコが生産したクモの糸。写真：ミ・ジュンペン — 遺伝子組み換えカイコが生産したクモの糸。写真：*ミ・ジュンペン*

上海東華大学の科学者らは、9月20日にマター誌に掲載された研究で、クモの糸は高い引張強度と並外れた靭性の両方を備えていると述べた。クモの糸はケブラー繊維の6倍の弾力性があり、ナイロンよりも高い引張強度（伸ばされたときに張力に耐える能力）を持っています。研究の主執筆者である米俊鵬氏は、この新しい繊維は外科用縫合糸、防弾服、スマート素材、航空宇宙技術など多くの用途があると述べた。

研究チームは遺伝子編集ツール「CRISPR-Cas9」を使い、クモ糸タンパク質遺伝子を追加することでカイコの卵の遺伝子を改変した。この調整により、蚕の目は蛍光顕微鏡の下で光ります。遺伝子組み換えカイコがクモのタンパク質を確実に生成できるようにするには、研究者はまず、絹の構造をより深く理解する必要がある。彼らは、実験を通じてうまくテストされたシルクの構造モデルを使用しました。

ミ氏によると、大きな課題の1つは、クモのタンパク質をカイコのタンパク質と相互作用できるように「局在化」させる方法を見つけることだった。モデリングにより、効率的な統合を実現するためにどのような調整が必要かをよりよく理解できるようになります。さらに、ミ氏は、遺伝子組み換えカイコを数匹得るのに最大100個の卵が必要なため、遺伝子組み換えに成功したカイコを集めることも困難だと述べた。カイコは「一日に何度も食べる」ので、定期的なケアも必要です。

クモの糸は環境に優しく、生産時に大量のエネルギーを必要とし環境を汚染するナイロンやケブラーなどの合成繊維よりも強くて柔軟です。クモの糸は、カイコが作り出す天然の糸よりも強度があり、脆くありません。しかし、クモは共食いをするため、大量に飼育することはできないため、クモの糸を大規模に生産するのは困難だ。

人工クモの糸は理想的ではありません。研究者が糸紡ぎのメカニズムを完全に理解していないため、最先端の製造方法をもってしても自然の構造を完全に模倣することはできないからです。シルクには、人工的に再現できない天然の保護キューティクルもあります。カイコやクモの腺にも似た特徴があるため、研究チームの方法で生産された絹は構造的および保護的な特性を保持している。

将来的には、ミ氏と同僚らは合成アミノ酸を使って絹糸を改良し、より耐久性のある絹糸を生産する予定だ。

アン・カン（ SCMPによると）

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