「クモの糸」を人工合成 世界が注目するバイオベンチャー

クモ糸は、究極の繊維だという。何がそんなにすごいのか?恥ずかしながら筆者はよくわからなかったが、夢の究極素材だという。
NASAですら作れなかったものを実現してしまう日本人のすごさ!しかし、この技術も、iPS細胞のように、世界中に公開されてしまうのだろうか?

自動車や航空機、建築、医療、衣類などさまざまな産業への応用が期待されるクモの糸を人工的に作る―。そんな、世界の科学者たちが驚愕する技術を山形県鶴岡市の大学発ベンチャー・スパイバーが実現した。同社の「タンパク質の産業化」という構想は、世界の未来を変えるかもしれない。

強度は鉄鋼の4倍、伸縮性はナイロンを上回り、耐熱性は300度を超える。そんな驚異的なクモ糸の特性を活かした新素材「QMONOS®」が、山形 県鶴岡市に拠点を置く慶應義塾大学先端生命科学研究所発のベンチャー企業から誕生した。2015年には、自動車部品メーカー・小島プレス工業との協業によ り、量産プラントが稼働する見込みだ。

米軍やNASAをはじめ、世界中の研究者たちが人工クモ糸の生産を目指したが、いずれも実用化に至ることはなかった。そんな前人未踏の領域に踏み込 み、世界初の偉業を達成したスパイバー株式会社の関山和秀氏。化石燃料の枯渇が懸念される中、「人工クモ糸の産業化は、地球規模の課題を解決するカギにな る」と言う。

「タンパク質でできたクモ糸は、化学繊維のように石油を使うことなく、低エネルギーで生産できます。既存のさまざまな化学製品と置き換えることがで きるはずです」。産業分野では自動車や飛行機などの輸送機器や電子機器、医療分野では手術用の縫合糸や人工血管など、用途は無限に広がっている。

関山和秀(スパイバー 代表執行役)

「地球を救う」高校生の夢

起業を夢見たのは高校時代。「せっかく事業を起こすなら、大きなことがしたかった。クラスメートと事業の構想ばかり語り合っていましたね」と、笑顔を見せる。そんな関山少年が常々感じていたのは、「戦争や貧困の原因は、資源の奪い合いから起こる」ということだった。

世の中で一番大きなニーズは、資源、エネルギー、食糧といった人類が抱える問題の解決。そのためのソリューションを提供する事業は、必ずや世のため になるはずだ。「もともとは核融合技術の会社を起こそうと考えていました。高校生でしたが、それぐらいシンプルに、地球規模の課題解決をしたかった」

関山氏は慶應義塾高校からエスカレーター式で慶應大学に進学することが決まっていた。学部の選択に迷う中、バイオテクノロジーの世界的第一人者、冨 田勝教授との出会いが転機となった。「文系だった僕には、理系学部への進学はほとんど閉ざされていました。そこで、物は試しだと思い、湘南藤沢キャンパス の説明会に行くと、環境情報学部の冨田教授がバイオテクノロジーについて熱く語っていた。『あらゆる社会問題は、バイオテクノロジーが解決するんだ』とい う言葉に、衝撃を受けましたね」

冨田教授に弟子入りすれば、面白いことができそうだ。しかも、環境情報学部なら文系の自分でも入れる。大学に進学予定の2001年から、鶴岡市に先 端生命科学研究所が開かれることも好都合だった。「その日はすっかり感銘を受けて、駅まで冨田さんのカバン持ちをしたくらいです」。希望通り環境情報学部 に進学した関山氏は、1年次から冨田研究室に所属。2年次からは鶴岡市に移住し、世界最先端の研究機関でバイオ研究に没頭する日々を過ごした。

飲み会で生まれたアイデア

直径1cmのクモ糸は、ジャンボジェットさえ支えることができる。重さ当たりのタフネスを比較すると、クモの糸は炭素繊維よりも高性能だ Photo by Luca Serazzi

ところが、「事業化にふさわしい研究テーマが見つからない」という壁にぶち当たった。「神経細胞や免疫など、研究シーズはいくつもあったのに、どれも人生を懸けるほどのテーマだとは思えなかったんです」

求めていたテーマには3つの条件が必須だった。成功したときに社会に与えるインパクトが大きいこと。誰も取り組んでいない、あるいは誰も成功してい ないこと。そして、リスクは高いが、『もしかしたら、できるかもしれない』という可能性があること。それら全てを満たすテーマが見つかったのは、大学4年 生の飲み会の席だった。

地上最強の虫は何か――。友人の素朴な疑問を火種に、研究室メンバーとの議論が白熱した。さまざまな意見が出る中、「猛毒を持つスズメバチ」で決着 したかに見えたが、最後に出た「それを食べてしまうのはクモ」という意見に、一同がはっと息を飲む。自分よりもはるかに大きな虫ですら、強靭かつしなやか な巣で捕らえてしまう。そんなクモが作り出す糸は、世界最強の天然繊維に違いない。

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慶大発ベンチャーのスパイバー、人工合成のクモ糸繊維を量産化へ、15年までに月産1t目指す
 慶應義塾大学発のベンチャー、スパイバー(株)は、工業化が困難とされてきた「人工合成クモ糸繊維」を量産化するための基本要素技術の開発に成功した。
クモの糸は世界でもっともタフな繊維といわれるうえ、原料を石油に依存しないため環境負荷の少ない次世代繊維として世界的に工業化に向けた研究が進めら れている。しかし、生産コストや安全面で大きな課題があり、量産化に成功した事例はまだない。同社は、それらを解決する新技術を見出し、量産化への大きな 一歩を踏み出した。生産性を向上させるために、クモ糸の分子や遺伝子を人工的にデザインし、微生物に組み込んだ。そして微生物による発酵生産試験を繰り返 し、そのデータをもとに新たな遺伝子をデザインするプロセスを繰り返すことで、合成した遺伝子の総数は約300種類に達した。さらに菌株の改変や培養条件 の最適化を図ることで、生産効率は研究開始当初の2500倍に上がり、現実的なコストでの生産にめどが立ったという。「QMONOS」(クモノス)と名づ けられた人工クモ糸繊維は、天然のクモの糸と同様に高いタフネスを実現できるうえ、遺伝子や分子のデザイン技術を駆使することで、タンパク質を構成するア ミノ酸の配列を最適化し、様々な用途にカスタマイズされたクモ糸繊維を実現できる。
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今後は、織物だけでなく自動車用部材への展開も視野に入れているという。13年中に車載内外装部品メーカーの小島プレス工業と共同で月産100kgの試 作研究プラントを立ち上げる予定。さらに、15年までに月産1t規模のスケールにまで引き上げたいと意気込みを見せている。(写真はQMONOSを用いて 試作した青色のドレスの前で質問に答える同社の関山和秀社長)。

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