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糸繊維を合成した。この繊維はケブラーなどの「ほとんどの天然繊維や合成繊維」よりも強度が高い。
遺伝子組み換えカイコが生産するクモの糸。写真:ミ・ジュンペン
9月20日に学術誌「マター」に掲載された研究で、上海東華大学の科学者らは、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 倍の伸縮性があり、ナイロンよりも引張強度 (伸ばした際の張力に耐える能力) が高くなっています。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、スマート材料、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」を使用し、クモ糸タンパク質遺伝子を追加することでカイコの卵を遺伝子操作した。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生産することを保証するために、研究者はまず、絹の構造をより深く理解する必要があります。彼らは、実験を通じて成功裏にテストされたシルク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を行う必要があるかをよりよく理解できるようになります。さらに、ミ氏は、数匹の遺伝子組み換えカイコを得るのに最大100個の卵が必要なので、うまく形質転換されたカイコを集めることも難しいと述べた。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、弾力性があります。クモの糸は、カイコが作る天然の糸よりも強度が高く、もろくありません。しかし、クモは共食いをする性質があり、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ことは困難です。
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、最先端の製造方法でさえ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、ミ氏と彼の同僚は合成アミノ酸を使って絹を改良し、より耐久性のある絹を生産する予定だ。
アン・カン（ SCMPによると）
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