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機能化が可能なシルク 実用化に向けた生産技術を確立 農研機構2022年11月18日

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農研機構は、遺伝子組換えカイコを用いて、望みの機能分子をクリックケミストリーで簡単につなげられる「結合の手」を組み込んだシルクの実用化に向けた生産技術を確立した。

「結合の手」を持つシルクの織物「結合の手」を持つシルクの織物

農研機構は、様々な分野・用途へのシルクの利用拡大をめざし、新しい機能をもったシルク素材の開発研究に取り組んでいる。今回、遺伝子組換えカイコを用いて、機能分子を簡単につなげられる「結合の手」をもつシルクの実用化に向けた生産技術を確立。「結合の手」は、アジド基という原子団(官能基)で、2022年ノーベル化学賞を受賞したクリックケミストリーで中心的な役割を果たしている。クリックケミストリーの手法をシルクに適用することで、色素や薬剤などの様々な機能分子をつなげた高機能シルク素材を誰でも簡単に作出できるようになった。

2014年に、カイコの遺伝子組換え技術を用いて、アジド基をもつ人工アミノ酸を組み込んだシルクを世界で初めて開発し、2018年には人工アミノ酸のシルクへの組み込み効率を当初の約30倍に高めることに成功。実用生産への道が開けたが、遺伝子組換えカイコは小型の実験用品種を元に作出されたためシルクの生産量が少なく、シルク自体も大量生産に必要な機械加工に適した品質ではなかった。

そこで今回、戻し交配と呼ばれる育種法を用いて系統を改良し、カイコ1頭あたりのシルク生産量が約3倍に向上。その結果、改良前よりも太く長い良質なシルクが得られるようになり、汎用的な機械を用いて織物にまで加工することが可能となった。また、機能分子の結合テストにより、加工後も「結合の手」が保持されていることを確認した。

同成果により、血糖値等の生体情報を計測する機能をもつシルク繊維や、抗生物質等の薬剤を付加した医療用シルク素材の開発に向けた取り組みが加速される。

この成果は、11月24~25日に茨城県つくば市で開かれる「第69 回日本シルク学会研究発表会」で発表される。

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