2023.10.03

TEDx要約:エネルギー装置のための材料を作るための生物工学

marugotoyoten

材料科学者、生物工学者であるアンジェラ・M・ベルチャーが「エネルギー装置のための材料を作るための生物工学」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

アンジェラ・M・ベルチャー

専門分野:生物分子材料
経歴:MITのジェームズ・メイソン・クラフツ生物工学と材料科学の教授。MITの生物分子材料グループのディレクターであり、コッホがん研究所のメンバーでもあります。2004年のマッカーサー・フェローです。2019年にはMITの生物工学部門の責任者に任命されました。2022年には米国科学アカデミーの会員に選出されました。

３つの要点

要点１
自然は、アワビの貝殻のような驚くべき材料を作り出す特別な方法を持っています。
要点２
新しい構造を作るために、科学者は細菌やウイルスなどの単純な生物を使用することができます。
要点３
自然はすでにDNA、抗体、タンパク質、リボソームなどのナノ構造材料を提供しています。

要約

自然の美しい材料
自然は、アワビの貝殻のような驚くべき材料を作り出す特別な方法を持っています。アワビの貝殻は岩よりも3000倍強いです。これらの材料は微小なスケールで作られ、遺伝情報から作られたタンパク質を使用して複雑な構造を構築します。科学者たちは、有害な化学物質を使用せずに美しい構造を作ることができる電池や太陽電池などのものを作るために、このアイデアを利用したいと考えています。これらの構造に遺伝情報を与えることで、環境に良い方法で時間の経過とともにより良くなることができます。

単純な生物を説得する
新しい構造を作るために、科学者は細菌やウイルスなどの単純な生物を使用することができます。これらの生物に新しいツールを使って重要な構造を作るように説得することができます。昔々、地球上に生命が現れるまでに10億年かかり、カンブリア紀になると生物は硬い材料を作り始めました。アイデアは、生物学を説得して周期表上のすべての異なる元素と協力し、すでに存在するナノ構造を使用することです。

自然のナノ構造を利用する
自然はすでにDNA、抗体、タンパク質、リボソームなどのナノ構造材料を提供しています。科学者たちは、これらの構造を使用して太陽電池などの新しい材料を作りたいと考えています。貝殻や珪藻、磁気性細菌などの自然のものには、これらの驚くべき構造を作るためのDNA配列があります。周期表上の任意の元素に適したDNA配列を見つけることで、科学者は自然がこれまでに作ったことのない構造を作ることができます。

ウイルスを使った材料のエンジニアリング
新しい材料を作るプロセスを加速するために、科学者はM13バクテリオファージという無害なウイルスを使用することができます。そのDNAを変えることで、異なるタンパク質を生成させることができ、周期表上の特定の元素と相互作用することができます。選択進化というプロセスを通じて、科学者はバッテリーや半導体、さまざまなものをより速く動かすための材料を作るためにウイルスをエンジニアリングすることができます。遺伝子を制御することで、異なる材料を使用してバッテリーや水の分割、太陽電池などのデバイスをより良く動作させることができます。目標は、自然の材料を使用してこれまでに作られたことのないものを作り出すことです。

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