糖質を発酵させ蜘蛛の糸を生成、遺伝子編集で究極の素材が生まれている

蜘蛛の糸は理想の素材でこれを人工的に生成する研究が続いてきた。世界に先駆けてシリコンバレーのベンチャー企業が合成生物学の手法で蜘蛛の糸の生成に成功した。これは「スパイダーシルク」と呼ばれネクタイに編んで販売されている。

出典: Bolt Threads

スパイダーシルクの合成に成功

スパイダーシルクの生成に成功したのはEmeryville (カリフォルニア州) に拠点を置くBolt Threadsというベンチャー企業だ。蜘蛛の糸はスチールより強くゴムより柔軟性がありウールより柔らかい。理想の素材として世界の研究者がこれを追い求めてきた。Bolt Threadsはこの開発に成功しスパイダーシルクで縫製したネクタイ (上の写真) の販売を開始した。これは編み地を使ったニットタイで素材感がありカジュアルな仕上がりとなっている。50本の限定販売で価格は314ドルと高めの設定になっている。

サステイナブル・ファッション

スパイダーシルクの特徴は素材の機能だけでなく、石油由来の製品に比べ製造工程で環境に対する負荷が小さい点が評価されている。米国では「Sustainable Fashion」という考え方が広がっている。これは持続可能性をコンセプトとしたファッションデザインで、環境に優しいお洒落が消費者の心を掴んでいる。大手ファッションブランドH&Mは「Conscious」という製品ラインを投入しサステイナブル・スタイルを提供している。Bolt Threadsは環境問題に意識の高い層に訴求する製品を投入した (下の写真)。

出典: Bolt Threads

合成繊維は特性が偏っている

蜘蛛の糸に近い素材はナイロンで生活の中に幅広く浸透している。しかし、ナイロンなど合成繊維は特定の機能が優れているが総合的なバランスはよくない。例えばKevlar (ケブラー) は鉄鋼の5倍の強度を持つ繊維で防弾チョッキなどに使われる。一方、伸縮性や柔軟性は無く衣料品への応用は難しい。これに対して、蜘蛛の糸は強いだけでなく伸縮性や肌触りなど複数の機能をバランスよく持っている。

糖質を発酵させスパイダーシルクを生成

Bolt ThreadsはSynthetic Biology (合成生物学) のアプローチでスパイダーシルクの生成に成功した。合成生物学とは酵母の遺伝子を編集し発酵を通してマテリアルを生成する手法を指す。Bolt Threadsの場合は遺伝子を編集した酵母で糖質を発酵させスパイダーシルクたんぱく質を生成する。糖質としてはDextroseが使われている。 Dextroseとはグルコースの一種で幅広く市販されている。糖分補給のために摂取したり健康飲料のサプリメントとして使われる。簡単に入手できるDextroseからスパイダーシルクが生成された。

糸を編んでネクタイを作る

次に、合成されたスパイダーシルク片から糸を生成するプロセスとなる。スパイダーシルク片をたんぱく質を溶かす溶液の中をくぐらせ、細い糸に引き延ばす。白色の微細な繊維状の糸をよって一本の糸とする (下の写真)。最後に、この糸を編んでネクタイとして商品化された。

出典: Bolt Threads

ファッション以外にも応用

Bolt Threadsはスパイダーシルクの応用分野をネクタイから衣服などのファッションに広げる計画である。更に、スパーダーシルクを自動車のシートに応用すると耐久性が格段に向上する。医療分野ではスパイダーシルクを人工アキレス腱として使い、また、手術の縫合糸としても使うアイディアが出されている。ネクタイは最初のステップでこれから商品レンジが拡大する。

Biomanufacturingと中国産業

自然界の素材を生成する技術は「Biomanufacturing」と呼ばれている。Biomanufacturingは石油由来の素材を生成するプロセスと対比して語られる。Biomanufacturingは環境への負荷が小さく、将来は石油由来の製品を置き換えたり補完すると期待されている。特に、中国企業がこの手法に大きな関心を示し、米国企業から技術供与を受け導入を始めている。中国の繊維・アパレル産業はGDPの6.4%を占め、全労働人口の11.24%がこの産業に従事している。中国企業は環境に与える影響を最小限にすることが求められ、繊維産業は石油製品への依存を最小限とし、Biomanufacturingへの移行を加速している。

もう一段のブレークスルーが求められている

Biomanufacturingは大きな期待を背負った技術であるが解決すべき問題も少なくない。スパイダーシルクの場合ではネクタイの原価は300万ドルといわれている。大量生産に移ると原価が下がるが、プロセス改良によるコストダウンも必須となる。プロトタイプの生成には成功したが、これを事業化するためにはもう一段のブレークスルーが求められている。

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.