ミノムシの糸、強さの秘密を科学的に解明―天然繊維で最強のシルク糸の産業利用に拍車：農業・食品産業技術総合研究機構ほか
(2019年4月2日発表)
（国）農業・食品産業技術総合研究機構と豊田工業大学は４月２日、天然繊維の中で最強の強度を誇るミノムシの糸の強さの秘密を解明したと発表した。糸の成分であるたんぱく質の構造を詳しく調べ、高度の秩序性階層構造を持っていることが強さの原因であることを明らかにした。構造の解明によってミノムシ糸の産業化に拍車がかかるものとみられる。
農研機構は昨年12月、民間企業と共同してミノムシが弾性率と破断強度、タフネスの全てでクモの糸を上回る強さをもっていることを発見した。またミノムシの習性を利用して1本の長い糸を真っ直ぐに採糸する方法を開発し、産業に使えることを確認した。
今回はミノムシ糸の成分の科学的な解明に挑戦した。その結果、糸は結晶が規則正しく並んだ「結晶領域」と、配列が乱れた「非晶領域」が、ある秩序をもって周期的に繰り返す階層構造をしていた。秩序性はカイコやクモの糸と比べて圧倒的に高いことも分かった。
アミノ酸の配列には、ある特定のアミノ酸が頻繁に繰り返される特徴がある。この構造によって、引っ張った時に糸にかかる応力が個々の結晶にまんべんなく分散し、糸全体に効率よく伝わることがミノムシ糸の丈夫な性質の理由と分かった。
さらに糸を伸ばした時に起きる構造変化を、放射光施設「SPring-8」の高輝度X線で観察した。ミノムシの糸の高秩序性階層構造は糸が伸ばされても崩れることがなく、糸が切断するまで持ちこたえていた。この伸ばされる過程で崩れることのない高度な秩序性階層構造が、ミノムシ糸の高破断強度や高タフネスな性質となっていることを明らかにした。
物理的な性質が解明されたことで、ミノムシの糸の産業応用が一気に進むとみられる。
