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医学に革命を起こすエピジェネティクス工学

学问を越境するバイオエンジニアリング
化学?生物学?医学と工学を结ぶバイオエンジニアリングは、今后の生命科学、环境科学の分野で、中心的役割を果たすことになる研究领域と言われています。こうした异分野との接点とも言える领域においては、まだまだ谜が多く、新しいサイエンスの可能性が広がっています。その一つに、高分子化学?有机化学?分子生物学を基础としたバイオマテリアル(生体材料)の创製が挙げられます。バイオマテリアルとは、人工臓器をはじめ、体の中に使用する材料一般を指しますが、その中でも、新しい遗伝子操作を可能とする技术が开発されつつあります。
新しい遗伝子医疗
かつては、人间の遗伝子内にある顿狈础の塩基配列、いわゆるヒトゲノムを解析することで、さまざまな病気を治せるだろうと期待されていました。しかし実は、顿狈础の异常によって起こる病気はごく一部に过ぎません。人间の病気とは遗伝よりも环境要因によるものが多く、后天的な原因による病気は遗伝子操作では治すことができませんでした。しかし最新の研究によって、环境要因が遗伝子にどのような変化を及ぼすかが判明してきました。遗伝子の中の「ヒストン」と呼ばれる部分に后から加えられる情报が、生活习惯病など后天的な病気の原因になると考えられています。つまりヒストンのゆがみやゆるみを制御することができれば、それらの病気も治せるというわけです。それを工学的にコントロールする技术が、「エピジェネティクス工学」と呼ばれています。
未来の再生医疗をになう
エピジェネティクスはまだ新しい研究分野ですが、塩基配列によらない新しい遗伝子操作を进めるために、确立が急がれています。この研究が进めば、细胞の分化の过程を解明することで、人间の细胞からさまざまな臓器を生成することができ、再生医疗の飞跃的な进歩も可能となります。エピジェネティクスはこれまでの生物、医学の领域に革命を起こす研究であると期待されているのです。
ただ细いだけじゃない、ナノファイバーの高机能

高分子化学を応用したナノテクノロジー
高分子とは、1万以上の分子によって构成される化合物のことで、さまざまな高分子の特性を研究する学问が、「高分子化学」と呼ばれるものです。现在、ナノメートル(10亿分の1メートル)の大きさのものをつくるナノテクノロジーが、电池やコンピュータをはじめ、さまざまな分野で活用されていますが、高分子化学を応用したナノテクノロジーも进歩しています。その一つに、「ナノファイバー」が挙げられます。
ウイルスも除去するナノファイバーの力
ナノファイバーとは、その名の通り、ナノレベルの细さの繊维です。现在最も利用されているのは、风邪用マスクなどのフィルター部分です。极细のナノファイバーを织り込むことで、非常に微细な穴をつくり、ウイルスなどの病原体をもとらえることができます。しかし、マスクのフィルターは、ナノファイバーの构造のみを生かしたものであり、その可能性の一部に过ぎません。単に小さい、细いというだけではなく、ファイバーの中ではものが非常に速く流れるなど、今まで知られていなかった独自の特性を备えており、いろいろな材料の素材となる可能性を秘めています。
高机能の燃料电池をつくる
ナノファイバーの机能の中でも注目されているのは、现在脚光を浴びている燃料电池への応用です。燃料电池は、电解质膜をプロトン(水素イオン)が通ることによって発电できるのですが、电解质膜にナノファイバーを使用すると、効率のよいプロトンの供给が実现できます。また、自动车に燃料电池を使う场合は、-40度から+130度くらいまでの温度环境で、一定の性能を维持できなければ実用に耐えません。そんな高机能も、ナノファイバーの使用によって可能となるのです。
ほかにも、电気を流すことができるナノファイバーもあり、尝厂滨(大规模集积回路)などの小型化に応じて、配线用に使うことも検讨されています。このように、ナノファイバーはバイオテクノロジー、环境、エネルギーなど、多様な分野への応用が期待されているのです。
高校生?受験生の皆さんへのメッセージ
今の生活の中で、あるいは大学进学后に考えてもらいたいことが2つあります。1つは自分が本当に好きなこと、やりたいことを见つけること、もう1つは新しいことに挑戦することです。世の中で成功している人に共通することは、好きなことを最后まで成し遂げたということです。好きなことであれば続けることができます。新しいことへの挑戦では、自分の能力以上のことを试すので、多くの失败をともないますが、失败から学べることは多く、挫折は自分を成长させるチャンスです。东京都立大学はそういうあなたを応援します。
梦ナビ编集部监修