2023.09.06 2023.09.23

TEDx要約:スパイダーマンの技術

marugotoyoten

トーマスシャイベルが「スパイダーマンの技術：SFから現実へ」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

トーマスシャイベル

３つの要点

要点１
スパイダーシルクは強さ、弾力性、無菌性を持ち、科学者を魅了している
要点２
スパイダーシルクの大量生産には課題があり、スパイダーマン技術が開発された
要点３
スパイダーシルクは医療応用において抗生物質から病原体を保護し、組織再生にも役立つ

要約

スパイダーシルク：魅力的な素材
スパイダーとその巣は、その強さ、弾力性、無菌性のために常に科学者を魅了してきました。スパイダーシルクは実験室で作られることができることをご存知でしょうか？トーマス・シーベルは、スパイダーがシルクを生産するためのDNAをコピーし、細菌に挿入する方法を発見しました。このブレイクスルーにより、科学者は大量のスパイダーシルクタンパク質を生産することができるようになりました。世界中に48,000種類以上のクモが存在し、その多様な色とサイズがスパイダーウェブのバラエティに貢献しています。何百万年もの間に発展したスパイダーシルクは、獲物の捕獲だけでなく、傷口の閉鎖装置としても使用されています。

スパイダーシルクの生産の課題
クモは完璧なシルクを生産する能力を持っていますが、大量生産には課題があります。クモは共食いをするため、同じ農場や箱に一緒に持ってくると互いを食べてしまいます。さらに、飼育下では高品質のシルクを生産する能力を失います。飼育下では餌を与えられるため、獲物を捕まえる必要がなくなるからです。これらの課題を克服するために、科学者はスパイダーマン技術を開発しました。これはクモから遺伝情報を取り出し、組み換えプロセスのための遺伝子を設計することを含みます。これらの遺伝子を細菌に導入することで、大量のスパイダーシルクタンパク質を生産することができます。このブレイクスルーにより、スパイダーシルク製の実際の製品、例えば化粧品やテキスタイル製品が利用可能になりました。

スパイダーシルクの医療応用
スパイダーシルクは医学の分野で驚くべき可能性を持っています。その中でも注目すべき応用の一つは、抗生物質から病原体を保護するバイオフィルムの形成を防ぐ能力です。スパイダーシルクは自然にナノ構造の表面を持ち、バイオフィルムの形成を防ぐことができます。さらに、スパイダーシルクは人体細胞が新しい組織を生成するための完璧な足場として機能します。選択的な特性により、抗生物質を必要とせずに病原体を撃退するため、将来の医療応用に理想的な材料となります。スパイダーシルク材料は、皮膚再生、破れた神経の治癒、骨再生、損傷した心臓組織の修復に使用することができます。

スパイダーシルクで壊れた心臓を修復する
スパイダーシルクの最も有望な応用の一つは、損傷した心臓組織の修復です。心臓発作後、瘢痕組織が形成され、心臓の将来の機能に影響を与える可能性があります。しかし、スパイダーシルクの足場を3Dプリントし、心筋細胞を印刷プロセスに組み込むことができます。このバイオファブリケーション技術により、新しい心筋組織を生成することが可能となり、壊れた心臓の修復が可能になります。実験室では、印刷されたスパイダーシルクの足場と心筋細胞が最大55日間にわたって鼓動し、同期しているのが観察されています。これは、損傷した心臓の修復における将来の応用に希望をもたらしています。

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