クモの糸を吐き出すカイコ。遺伝子編集でケブラーよりも6倍強固な繊維の作成に成功
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カイコの遺伝子を編集し、クモの糸を吐き出させることに成功した。
この繭から紡がれた糸は、防弾チョッキに使われるケブラーの6倍も丈夫であるそうだ。
『Matter』（2023年9月20日付）に掲載
クモの糸は非常に丈夫で、同じ太さで比べれば、鋼にも匹敵するほど強い。
しかも自然に分解されるため、合成繊維のような環境汚染の心配もない。
クモの糸をどうやって大量生産するのかも問題だ。
糸は麻酔を施したクモから１本１本採取するしかなく、クモは共食いをする性質があるので、大量に飼育することが難しいのである。
クモの紡ぐ糸は、同じ重量で比較した場合には鉄を上回る強度がある一方、極めて柔軟だ。
糸の生成にはそれ程エネルギーを必要としない。多くのクモはその糸を食べて再利用し、毎日のように新しい網を生み出している。
医学の分野ではクモの網は出血と感染を防ぐ効果があるとされ、古代ギリシャ以来、傷口に塗り込む形で治療に用いられてきた。
クモ糸は生物適合性に優れているため、傷口が拒絶反応を起こすことはない。
クモ糸の分析を行ったところ、内部に特殊なたんぱく質構造があり、圧力や変形に対する耐性を備えていることが判明。これがクモ糸に特有の強度や柔軟性に繋がっていることを特定した。
一方、カイコ（蚕）は絹の糸を似たような成分でコーティングすることが知られている。
5000年以上にわたり高級織物の材料に使われてきた。
しかも、カイコの糸は現時点で大規模に商業化されている唯一の動物性絹繊維で、カイコを飼育する方法も確立されている。
そのためカイコにクモの糸を紡いでもらえば、低コストのクモ糸繊維の大量生産できると期待できるのだ。
カイコにクモの糸を紡いでもらうためには、その絹糸線（けんしせん）にクモ糸タンパク質を作り出す、遺伝子を組み込まねばならない。
遺伝子編集ツール「CRISPR-Cas9」で編集した、プラスミド混合物をカイコの卵に注入した。
こうしてカイコにクモ糸遺伝子を組み込むことに成功した。
移植された糸タンパク質が絹糸腺のタンパク質とうまく作用して、きちんとした繊維が紡がれるよう、馴染ませてやる必要があった。
海水から水道水より低コストの飲料水を生成するシステムが開発される
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海と太陽の恵みを利用して、電気を使うことなく、海水を真水に変えることができる、超効率的な淡水化システムが開発されたそうだ。
マサチューセッツ工科大学と上海交通大学の研究チームが開発したこのシステムは、海が広大な「循環を起こす仕組み」と「太陽の光」を利用して、海水から塩分を取り除く。
海面の海水は風に吹かれることで蒸発し、あとには塩分が残される。
すると海面の海水は塩分が濃くなると共に、水温が低くなることもあわさって密度が高くなる。そのために海水は下へ沈んでいく。
この海水の温度と塩分濃度の違いを原動力として生じる海の循環を「熱塩循環」という。
システムは、「ステージ」という複数の層で構成されている。
各ステージは上半分が「蒸発器」となっており、太陽光の熱で海水を蒸発させ、塩分を取り除く。
立ち上った水蒸気は、「凝縮器」であるステージの下半分に移動する。水蒸気はここで冷えて、また液体に戻る。
それは普通に飲料水として飲むことができる、ただの真水だ。今回の淡水化システムは、こうした海水が循環する仕組みを再現したものだ。
最新の淡水化システムは、蒸発して取り除かれた塩が溜まってもシステム内を流れる、海水の循環に利用することで洗い流されて、この問題を克服している。
このシステムを試作して実験した結果、各ステージを1平方メートルまで広げれば、1時間に最大5リットルの飲料水を作れることが分かったという。
海水の対流も気化も太陽光の熱の作用なので、電気も必要ない。
