フッ素系オリゴアミドナノリングナによる超純水 ⑤

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救っ
たと伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦
国時代の軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

❏　世界の Precision fermentation の現状と課題
精密発酵（Precision Fermentation）は、微生物に遺伝子組換えを施すこ
とで生合成経路を構成し、その微生物による発酵（代謝）によって、
特定の物質を生産する合成生物学的なアプローチ。元来は、インスリ
ンの生産など医療向けの応用がなされていたが、主に技術的なコスト
が低減してきたことで、食品分野での応用が始まっている。そんな精
密発酵は、動物性のタンパク質から着色料、植物性の希少成分やはち
みつ、脂肪まで非常に多岐に渡るアウトプットの生産が可能になって
きた。中でもその応用が浸透していきやすいターゲットには、次のの
要素が関連しているケースが見られる。

１．生産・供給にあたり、環境負荷が大きい。
２．資源の希少性や生成の技術的なハードルが高くコストが高い。

３．供給力の安定性を高める必要性が高い。

特に、近年の気候変動による脱炭素化と食料安定供給ニーズに対する
アプローチ、また消費者サイドの健康意識へのさらなる高まりに応え
るために促進されつつある☈

☈直近では技術的及び商業的な観点での動きがあった。

①先駆的プレーヤー「Perfect Day」の動向
精密発酵技術のアウトプットとして、最もスタートアップの数が多い
のはDairy、いわゆる乳製品）に関連。乳たんぱくと総称されるホエ
イやカゼインの生産を畜産業無しに代替的に実施していこうという動
き（わたしたち経験では、フォトファブリケ－ションの感光レジスト）。


健康と環境によいグリ－ン焼豚ラ－メン時代

単に市場規模が巨大なだけではなく、畜産業に由来する環境面のイン
パクトも大きく、応用先の一つとして大きな注目を集めてきた。中で
もそのトップを走ると言われているのが、米国を拠点とするPerfectDay。
2014年に創業した同社は、乳タンパク質のうち、特にホエイの生産に
フォーカスした事業を展開。創業から10年でステージはPre-Series E、合
計調達額は800億ドル（2024年3月現在のレートでは約1,200億円）にも
上り、最も上場に近い精密発酵系スタートアップと言われることも少な
くない。

②GRAS認証取得企業の増加
精密発酵を活用した食品生産を行う場合、生産した原料を食品の中に
組み込むアプローチになる特性上、認証を受けることで製品展開がよ
り容易になり、米国のGRAS（Generally Regarded As Safe）認証。この認
証取得で、対象原料は「食品添加物ではない」との認識がなされる。
③スケールアップを生業とする企業の躍進
最大の課題は、ラボスケール成功後のスケールアップ。具体的には数百、
数千、数万リットルというサイズのバイオリアクターで諸反応を再現
していく。ラボスケールでの実現とは異なったスキルやノウハウが必
要。また、自社ですべての設備を持つとなった場合には、非常に高額
な初期投資が必要とされ、調達資金も限定的である創業間もないスタ
ートアップにとってその成長の足かせとなる場合も少なくない。

❏　フッ素系オリゴアミドナノリングナによる超純水 ⑤　

1.3. 水および Cl– 透過研究用の小胞分散液の調製
1.3.1. DPPC 小胞
1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン (DPPC、7.3 mg、10 
μmol) の CHCl3 (3 mL) 溶液と丸底フラスコ内のフッ素系ナノリング
の一部を、ロータリーエバポレーターを使用して減圧下 60 °C でゆっ
くりと蒸発させて乾燥状態にした。得られたフィルムを高真空下で一
晩さらに乾燥させた。
水透過測定を行うために、丸底フラスコの内面に形成された脂質膜を、
カルボキシフルオレセイン（CF、0.5 mM）を含む4-（2-ヒドロキシエ
チル）-1-ピペラジンエタンスルホン酸（HEPES）緩衝液（1.0 mL、[H
EPES] = 10 mM、[NaCl] = 100 mM、pH = 5.8）で60 °Cで0.5時間水
和させました。5回の凍結融解サイクルの後、得られた分散液を60℃
孔径100 nmの多孔性ポリカーボネート膜を通して20回押し出し、DPPC
単層小胞の分散液を得た。得られた分散液をセファデックス（G-25）
SECカラムに通し、HEPES緩衝液（[HEPES] = 10 mM、[NaCl] = 100 mM、
pH = 5.8）を溶出液として用いたところ、直径約100 nmのDPPC単層小
胞（2.9 mM、3.0 mL）の分散液が得られた（図S50）（37）。
SEC後の小胞の直径は、すべてのサンプルについてDLSを使用して測定。
SEC 後の小胞の直径は、すべての S7 バッチについて DLS を使用し
て測定され、PdI 値が 0.2 未満の狭いサイズ分布を持つことが確認。
得られたサイズを使用して、水透過性を計算した。ストップフロー
Cl– 透過測定を実行するために、チャネル埋め込み DPPC 小胞を同
様のプロトコルに従って準備したが、水和のためにルシゲニン (1 mM)
を含む HEPES 緩衝液 ([HEPES] = 10 mM、[KNO3] = 100 mM、[バリ
ノマイシン] = 10 μM) を使用しました。バリノマイシンを小胞懸濁
液に加え、Cl– 透過時に脂質二重層全体の電荷不均衡を解消した。
SEC 後の小胞の直径は、すべてのバッチについて DLS を使用して測
定され、PdI 値が 0.1 未満の狭いサイズ分布を持つことが確認した。
得られたサイズを使用してCl–透過率を計算した。C

1.3.2. DOPC 小胞
丸底フラスコに入れた 1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリ
ン (DOPC、7.9 mg、10 μmol) の CHCl3 (3 mL) 溶液を、ロータリー
エバポレーターを使用して減圧下 30 °C でゆっくりと乾燥状態にし、
得られた膜を高真空下で 1.5 時間以上さらに乾燥させた。
水透過測定を行うために、丸底フラスコの内面に形成された脂質膜を、
HEPES 緩衝液 (1.5 mL、[HEPES] = 10 mM、pH = 5.8) とフッ素系ナ
ノリングのアリコートを使用して 30 °C で 0.5 時間水和させた。 
10回の凍結融解サイクルの後、得られた分散液を30℃で孔径400nmの
多孔性ポリカーボネート膜に1回押し出し、同じ温度で孔径200nmのフ
ィルターに20回押し出し、DOPC単層小胞（6.4mM）の分散液を得た。
この分散液をHEPES緩衝液（[HEPES] = 10mM、pH = 5.8）を溶出液と
してSephadex（G-25）SECカラムに通し、直径約200nmのDOPC単層小胞
（3.2mM）の分散液を得た（37）。SEC後の小胞の直径をすべてのバッ
チについてDLSで測定し、PdI値が0.2未満の狭いサイズ分布であるこ
とが確認された。得られたサイズを使用して、水透過性を計算した。
ストップフロー Cl– 透過測定を行うために、同様のプロトコルに従
ってナノリングが埋め込まれた DOPC 小胞を調製したが、水和にはル
シゲニン (1 mM) を含む HEPES 緩衝液 ([HEPES] S8 = 10 mM、[KNO3] 
= 100 mM、[バリノマイシン] = 10 μM) を使用した。
バリノマイシンを小胞懸濁液に加え、Cl– 透過時に脂質二重層全体の
電荷不均衡を解消しました。SEC 後の小胞の直径は、すべてのバッチ
について DLS を使用して測定され、PdI 値が <0.1 の狭いサイズ分
布であることが確認されました。得られたサイズを使用して、Cl– 透
過性を計算した。

1.4. 膜流動性研究のための小胞分散液の調製
ラウダン (2.0 mM) の DMSO 溶液 (4.4 μL) を、1.3.1 の水透過法
で CF を使用せずに、または 1.3.2 で説明したプロトコルで得られ
た DPPC または DOPC 小胞 (53 μL) の HEPES 緩衝液分散液に加えた。
次に、混合物を HEPES 緩衝液 (3.45 mL) を使用して希釈した。
得られた混合物を 50 °C で 2 時間 (DPPC 小胞の場合) または室温
で 12 時間 (DOPC 小胞の場合) インキュベートして、ラウダン (2.5 
μM) が埋め込まれた DPPC または DOPC 小胞 (50 μM) の分散液
を得た (17)。

1.5.イオン伝導性研究のための小胞分散液の調製
イオン伝導性研究のための DOPC 小胞分散液は、1.3.2 で説明したプ
ロトコルに従って、DOPC 0.8 mg (1 μmol)、脂質膜を水和するため
のトリス緩衝液 0.4 mL ([トリス] = 10 mM、[KCl] = 100 mM、pH = 
7.0)、およびフッ素系ナノリング溶液 5.7 μL (0.2 mM) を使用して
得られた。

1.6. 水透過のストップトフロー蛍光研究の方法
ストップトフロー測定は、励起波長 492 nm のストップトフロー装置
 (DPPC) を使用して 25℃ で実施した。ナノリングを埋め込んだDPPC
小胞と等量の高張緩衝液（[HEPES] = 10 mM、[NaCl] = 500 mM、pH = 
5.8）を混合して蛍光減衰曲線を得た。浸透圧水透過係数Pf（cm s–1
）は式（20）を使用し決定した。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この候つづく

懐かしの映画音楽『ボディガ－ド』

1992年製作のアメリカ映画。俳優ケビン・コスナーと女性歌手ホイット
ニー・ヒューストンが共演、ロマンティック・サスペンス映画。映画
初出演となったホイットニー歌唱の主題歌「オールウェイズ・ラヴ・
ユー」や挿入歌「アイ・ハヴ・ナッシング」「ラン・トゥ・ユー」は、
いずれもグラミー賞やアカデミー歌曲賞にノミネートされ、主題歌に至
ってはグラミー賞をはじめその年のあらゆる音楽賞を総なめた。またこ
れらの楽曲が収録され、デイヴィッド・フォスターの編曲サントラ盤
は、全世界で4,200万枚を売り上げる大ヒットを記録。