細胞を取りまく「ぷよぷよ」したモノ：医療・食糧問題の解決手段？

身近なモノに利用されている「ゲル」

ゼリー、スライム、こんにゃくの3つの共通点はぷよぷよしていること、つまり「ゲル」という状態です。細かい高分子の網が水を逃がさず、流れない程度に固まっているので固体と液体の中間の性質をもちます。
高分子の種類を変えると、さまざまなモノをつくることができます。日常生活の中でも、芳香剤や化粧品、高分子吸収シートなど、ゲル状のものを多く見かけます。ゼリーやグミなどの食品の中でゲル状のモノのほとんどは、私たち生物の細胞を取りまく高分子と水の複合物です。

コラーゲンゲルでいろいろな形をつくる

細胞を取りまく高分子の一つが、タンパク質の中で最も体内に豊富に存在するコラーゲンです。コラーゲンのゲルは、医療素材としても注目されており、これをシート状、カプセル状、ハニカム（ハチの巣）状などさまざまな形に形成する方法が研究されています。
その一環として、コラーゲンゲルのチューブを簡単につくる方法が開発されました。ガラス管に入った酸性のコラーゲン溶液を、徐々に中性にしていくことで真ん中に直径1ミリに満たない空洞をもつコラーゲンゲルができるのです。

再生医療や食糧問題への解決にも貢献

コラーゲンは、細胞が増殖していくときに「足場」となって、体内組織の形成や再生を促すことがわかっています。そこで、断裂した神経の間にコラーゲンゲルのチューブを入れて神経細胞を再生させる研究や、コラーゲンゲルのチューブを人工血管として使えないか研究するプロジェクトもあります。
人口増加にともなう課題に食糧問題がありますが、その解決手段の一つが培養肉の活用です。培養肉への転換は、多くの耕地と温暖化ガスを排出を必要とする今までの畜産のあり方を大きく変える可能性があります。コラーゲンの細胞増殖の足場としての特性を生かし、培養肉の効率の良い生産に利用しようという試みもなされています。このようにコラーゲンゲルの研究が、医療や食糧問題を切り拓く突破口になるかもしれません。

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先生情報 / 大学情報

佐賀大学理工学部理工学科化学部門准教授成田貴行先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

高分子化学、生体医工学、生体材料学

先生が目指すSDGs

メッセージ

冷蔵庫に入っている食材を見てみましょう。豆腐、こんにゃく、ゼリー、ヨーグルト、プリン。みんな「ゲル」という状態のものです。身近にある「ゲル」を化学の視点で研究すると、実は最先端テクノロジーの開発につながっています。この研究は、難病治療の糸口となる医療材料の開発や、食糧問題の解決策として知られる培養肉技術に応用できます。この技術は家畜やそのための耕地を減らすことができて温室効果ガス削減にも発展します。身近なものが最新テクノロジーに生かせる学問である化学の世界を是非覗いてみてください。

先生への質問

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佐賀大学は、教育・芸術地域デザイン・経済・医・理工・農の6学部からなる総合大学です。キャンパスは本庄地区と鍋島地区に分かれ、どちらも緑溢れるのどかな環境にありながら、九州の中心地である福岡へJRで約30分で行けるアクセスの良さです。本学は学生生活から就職活動、さらには就職後まで「面倒見の良い」教育を進め、卒業生が愛校心を持ち続ける教育を実践し、学生に選ばれる大学をめざしています。研究面においては、産官学共同研究を中心に、中央の大きな大学にも負けない特色ある研究テーマへの取組みを推進しています。