微生物で強力な人工筋肉の繊維を作り出すことに成功
 現在、最強の防御力がある繊維と言えばケブラーがおなじみだ。分子構造が剛直で直鎖状の骨格を持つため、高強度・高耐熱性であり、同じ重さの鋼鉄と比べて5倍の強度を持つ為、防弾チョッキなどにも使用されている。

 だが、ケブラーを越える繊維が微生物から作り出せると言ったらどうだろう?

 新たに開発された「人工筋肉繊維」は小さな「大腸菌」を利用して作られており、ケブラーよりも強いのである。
広告

大腸菌に筋肉タンパク質を合成させて新たな繊維を作る実験

 自然界には、高性能でありながら、生分解できる素材を非常に少ないエネルギーでつくる天才たちがいる。

 一例としては、きわめて丈夫なカイコの絹、水中で粘着力を発揮するイガイの足糸、圧縮に強いアワビの真珠層などが挙げられる。

 こうした素材は、石油からつくられる似たような素材よりもずっと優秀だ。

 アメリカ・セントルイス・ワシントン大学をはじめとするグループは、大腸菌に「チチン(コネクチン)」という筋肉タンパク質を合成させて、新しい繊維をつくってみることにした。

 チチンは筋肉を構成する3大タンパク質の1つで、これまでに知られてきたタンパク質の中でももっとも大きいという特徴がある。

 ゆえにその名称は、ギリシャ神話に登場する巨人タイタンにちなんでつけられたものだ。
1_e
大腸菌から繊維を作り出すプロセス / image credit:Fuzhong Zhang Lab

遺伝子操作した大腸菌が紡ぎ出す最強の繊維

 チチンはそれほど大きなタンパク質なので、普通の大腸菌では手に負えない。そこで遺伝子工学で大腸菌に手が加えられた。

 こうして誕生した大腸菌は、小さなタンパク質の断片をつなぎ合わせて、2メガダルトンの超高分子ポリマーをつくることができる。

 2メガダルトンとは、細菌がつくり出す平均的なタンパク質の50倍もの大きさだ。

 最終的に完成した筋肉タンパク質繊維は、そのポリマーを湿式紡糸法によって紡ぐことで、10ミクロン(人間の髪の毛の10分の1)の太さの繊維に仕上げたものだ。
0_e
大腸菌に筋肉タンパク質であるチチンを合成して誕生した最強の繊維 / image credit:Fuzhong Zhang Lab

ロボット、手術用の縫合糸や組織工学の素材に応用

 出来上がった繊維はきわめて強靭だ。なにせ防弾チョッキに使われるケブラーよりも強いのだ。それだけでなく、機械的エネルギーを熱として放散する性能も優れている。

 もともと研究グループは、ソフトロボットなどに使う筋肉と同様の性能を持つ素材を研究していたのだという。

 だが筋肉タンパク質繊維は、筋肉を構成しているタンパク質とほぼ同じであるために、生体適合性があると考えられる。

 そのためロボットだけでなく、たとえば手術用の縫合糸や組織工学の素材としてピッタリであると期待されている。

 生産コストは安く、大量生産もできるとのこと。研究グループはすでにこの技術の特許を出願済みであるそうだ。

 この研究は『Nature Communications』(21年8月30日付)に掲載された。

References:Synthetic Biology Enables Microbes To Build Muscle Fibers That Are Tougher Than Kevlar / written by hiroching / edited by parumo
あわせて読みたい
大腸菌にマジックマッシュルームのDNAを組み込み、幻覚性大腸菌を作り出すことに成功。うつ病の治療に期待(米研究)

カタツムリの粘液がヒントに。成人男性の体重にも耐えられる貼ってはがせる超強力な接着剤が開発される(米研究)

フジツボから着想。ひどい出血もすぐに止まる最強の医療用接着剤が開発される

生きた大腸菌のDNAに動画を記録し、読み込むことに成功(米研究)

次世代の鎖帷子か!圧縮すると硬化する、柔軟で強度の高い新素材が開発される

この記事が気に入ったら
いいね!しよう
カラパイアの最新記事をお届けします

この記事に関連するキーワード

キーワードから記事を探す

コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:14
  • ID:YxCpMSnt0 #

タンパク質なので劣化が早いだろうし
安くできるのならプラスチックなどに代わるエコ素材も作れるのかな
炎天下だとすぐ腐敗したりして

2

2.

  • 2021年09月19日 08:15
  • ID:KDx8mTme0 #
3

3. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:19
  • ID:lt.uC.Mp0 #

これでまた強化人間オリンピックへと近づいたわけですね。


4

4. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:20
  • ID:NGfxqB0Z0 #

大腸菌マン

5

5. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:42
  • ID:g.QOz6Fb0 #

また日本の靴業者とか軍事に関係ない民間業者が大量生産に成功し
月刊ごとに世界記録更新しまくるのが目に浮かぶ

6

6. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:46
  • ID:nzQOVXc50 #

サイボーグボディの素材

7

7. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:57
  • ID:oH.DzV570 #

アーマードマッスルスーツの完成も間近か

8

8. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 08:59
  • ID:lOz6sdnE0 #

あとは精神感応繊維があればアーマードマッスルスーツの完成だね

9

9. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 09:39
  • ID:QMwhBjgZ0 #

ケブラー以上の強度の人工筋繊維…
真っ先にパワードスーツへの利用が思い浮かんだ

10

10.

  • 2021年09月19日 10:18
  • ID:8unz5CCb0 #
11

11.

  • 2021年09月19日 10:19
  • ID:7y9gko.X0 #
12

12. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 10:33
  • ID:b3CJO4710 #

サイバネティクスの分野へ応用効かんかな
パワードスーツもそうだが義肢に使えたらと思うとワクワクする

13

13. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 11:28
  • ID:0.HJxW7I0 #

食べたらお腹壊しそう

14

14. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 11:33
  • ID:.Zlm42C20 #

あーこれは収縮する機能は無いから人工筋肉にはならないね。筋肉が収縮する仕組みは2種類のタンパク質が組み合ったり解けたりして可能になってるから、これは蜘蛛の糸のような繊維。

15

15. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 11:44
  • ID:gY.l9T5L0 #

有機物の装甲っすか
腐ったりはせんのかな

16

16. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:02
  • ID:NBgHyzPA0 #

しかしこれが人間の体内で悪さを始めたら、「新型コロナ」
どころじゃないかも。結構恐ろしい話だと思う。

17

17. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:32
  • ID:TwLTm.ln0 #

※7
トライデントには内緒だよ

18

18. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:33
  • ID:oNWki7I60 #

せめて乳酸菌ならもうちょっと抵抗が少ないんだけど…

19

19. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:41
  • ID:iE3bOOOQ0 #

※15
革ジャンも手入れ怠れば痛むよね。
その程度の話ではないかね?

20

20. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:49
  • ID:MDKp1MVd0 #

強殖装甲の実現も近いな。

21

21. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 12:58
  • ID:Q.cI3TLi0 #

人工蜘蛛の糸もあるね。
蜘蛛の糸のほうが先行してるみたいだけどこれは成功するかな?

22

22. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 13:08
  • ID:CqWGsKBn0 #

防弾チョッキがリアル肉壁に?!

23

23. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 13:17
  • ID:8iR3zQ380 #

チチンプイプイパア♪

24

24. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 13:25
  • ID:BQxP6rFN0 #

特殊部隊が生体素材で出来た降下装置や装備を使って任務後は腐らせて隠滅するってSFを昔読んだ

25

25. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 13:34
  • ID:wc3wydlx0 #

ヤクルトの選手だけデッドボールを
全く痛く感じないユニフォームに変わるのか。

26

26. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 13:34
  • ID:iE3bOOOQ0 #

※16
組み換え体に限らず、余計な遺伝子持つとそれだけ負担が増えて増殖が遅くなるから野外では競争に負けるから、新たな性質がコストを上回る利益を生み出さないと淘汰されるよ。
この組み換え体はタンパクつくってるだけで、自分で繊維にはしてないからアーマーまとっているわけではないし、まず競争に負けるわ。

コロナは運良く強力な武器を手に入れてるからねぇ。ヤバいわ。

27

27. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 14:00
  • ID:lt.uC.Mp0 #

※21
あのジャケット…また生産しないかな?
一度、抽選したっきりじゃん(はずれたし、まあ落選通知があるだけ良心的だけど)。
申し込み順で生産してくれよ。

28

28. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 14:36
  • ID:q1vCbq2N0 #

タンパク質だし腐るかもって意見、絹もタンパク質ですがな。いずれにしろ経年で朽ちるけど。

29

29. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 15:12
  • ID:Wv8p7aEp0 #

ややもすると悪者扱いされがちな大腸菌がこんな風に化けるわけだから世の中分からんもんだね

30

30. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 15:14
  • ID:bOmRv5HC0 #

やはりみんなアーマードマッスルスーツだのパワードスーツだのと、
闘う方向に持って行こうとするのだな。

31

31. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 16:40
  • ID:7IsonKTL0 #

そんな防弾チョッキならベストです。

32

32. 匿名処理班

  • 2021年09月19日 18:56
  • ID:E2JKxoTr0 #

アーマードスーツ

33

33. 匿名処理班

  • 2021年09月20日 08:53
  • ID:jWPmm7NU0 #

とりあえず今のところ大量生産は無理そうやね

34

34. 匿名処理班

  • 2021年09月20日 09:37
  • ID:Tgh5IVqM0 #

>>30
タイトルの「防弾チョッキ」である程度そちらへ思考が向いてしまうのは仕方ないな。

35

35. 匿名処理班

  • 2021年09月20日 13:41
  • ID:yg.mpIsr0 #

自分の筋肉鍛えたほうが早いかもな

36

36.

  • 2021年09月20日 14:50
  • ID:Z2KCJosh0 #
37

37. 匿名処理班

  • 2021年09月20日 15:43
  • ID:MYbvTZfO0 #

※15
爪、髪の毛、サイの角なんかもタンパク質やぞ?

お名前
ADVERTISING
記事検索
月別アーカイブ
ADVERTISING
ADVERTISING