遺伝子置き換えでクモ糸タンパク質を高割合で含むシルク繊維を大量生産

ゲノム編集したカイコガを用いることで、高い割合でクモ糸タンパク質を含むシルク繊維を得ることに中国の研究グループが成功したそうだ(論文、Ars Technicaの記事)。

クモ糸は高い強度や伸展性など優れた特性を持ち、バイオ素材として注目を集めている。しかし、クモの生態上、飼育による大規模なクモ糸繊維の生産は困難だ。他の生物にクモの遺伝子を挿入してクモ糸タンパク質を生成させる場合、多くは繊維を作る工程が必要になる。カイコガを使用すれば直接繊維を採取可能となるが、トランスポゾンを用いてクモの遺伝子を挿入する従来の方法ではクモ糸タンパク質を効率よく得られなかったという。

研究グループではヌクレアーゼを用いた相同性依存的な修復(HDR)により、カイコガのフィブロインH鎖遺伝子をアメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)の牽引糸タンパク質(MaSp1)遺伝子で置き換えた。その結果、遺伝子組み換えカイコガの繭では最大35.2%をMaSp1が占めたという。繭から得られるシルク繊維を通常のカイコガのものと比較したところ、直径が15.8%小さく、強度が17.4%低下する一方、破断ひずみは22.5%から32.2%に増加し、破壊エネルギーも22.5%増加したとのこと。

異種発現系による大規模なクモ糸生産の可能性を示す今回の研究成果は、将来のクモ糸を含む新たなバイオ素材の開発に役立つとのことだ。　

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