by Bob Yirka , Phys.org
フランス、ドイツ、イスラエルの研究者からなるチームは、軸糸を構成するタンパク質が、海綿がガラスの骨格を形成する手段に関与していることを発見しました。 オープン アクセス サイトの Science Advances に掲載された論文の中で、研究グループは、海綿の研究、発見、およびこの研究が新しい光電子デバイスに使用する材料の創出の進歩につながると考える理由について説明しています。 また、その間に、独特の付属器官（奇妙なことに、組織や器官はありません）を構成する、とがったガラス構造を成長させるように進化してきたと、研究者は述べています。 さらに、このような構造体が成熟するにつれてどのように出現するのかについては、ほとんど研究が行われていないことも指摘されている。残念なことに、この構造体は高温の炉を必要としないことが明らかである。 研究チームは、この海生生物がどのようにしてガラス構造を作ることができるのかを知るために、3種類のカイメンを調べ、特にその特徴的な棘突起（針状の構造）を観察しました。 その結果、フィラメントはタンパク質が六角形の結晶構造で積み重なったものであることが判明した。 研究チームは、この構造は3種類のカイメンすべてでほぼ同じであることに注目した。しかし、カイメンの骨片の形はそれぞれ異なり、Thethyra aurantiumは針状、Stryphnus ponderosusは三叉路、Geodia cydoniumはとがった球状であった。 研究チームは、このような形状の違いは、タンパク質の間隔や配列の違いによるものであることを突き止めた。 研究者らは、この生物の研究をさらに進めることで、光電子デバイス、プラズモニクス、そしておそらく太陽電池に使用する小さなガラス部品を製造するための、同様のメカニズムの開発につながるかもしれないと示唆している
詳細情報。 Vanessa Schoeppler et al. Shaping highly regular glass architectures: A lesson from nature, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.aao2047
要旨
研究者は、結晶様付属物の形成の基盤となるタンパク質が、海綿動物-化石記録が5億年以上遡る最古の多細胞生物の1つ-における様々な種類のはっきりとした形のスピクル（または鋭い、針状の構造）の左右対称な成長を担うことを見いだした。 今回の研究成果は、生物において左右対称の構造がどのように形成されるかを明らかにするもので、現在さまざまな応用が検討されている人工無機微結晶などのナノ結晶材料を利用した技術に応用できる可能性があるという。 そこで、Vanessa Schoepplerらは、海綿の有芯繊維を構成する軸糸と呼ばれるトゲのある枝の3次元組織について、さらに詳しく調べた。 筆者らは、海綿綱のうち、針状のストロンギロクシア（Tethya aurantium）、四足状のディコトリエン（Stryphnus ponderosus）、超分岐球状棘突起をもつステラスター（Geodia cydonium）の3種の海綿に注目した。 興味深いことに、フィラメントを構成するタンパク質の結晶が海綿胞の分岐挙動を決定していることがわかった。 著者らは、研究対象となった海綿体はそれぞれ異なる形状の細片を示すが、軸となるフィラメントの一部であるタンパク質結晶に関連する特徴はすべて共通していると指摘している。 Schoepplerらは、太陽電池、プラズモニクス、オプトエレクトロニクス、センシングなどのための新規材料の将来の開発の指針となる可能性があり、フィラメント分岐の制御に関するさらなる調査が必要であると指摘している
Journal information: サイエンス・アドバンス