ムラサキイガイの からの あいだから、けのような ほそい いとが でて います。これを「そくし」と いいます。

この いとの さきが、いわに ぴたっと くっついて います。なみで ひっぱられても、かいが ながされない ように するための いとです。

では、この いとは、どのくらい ちからもちなのでしょうか。

ムラサキイガイの殻の合わせ目からは、細い糸の束が出ています。これが足糸です。糸の先が岩などに固定されるので、貝は波にさらわれずにすみます。

足糸がくっつく相手は、きれいな岩ばかりではありません。濡れた面、塩分のある面、さびた面、微生物の膜で汚れた面にも付けると報告されています［2］。しかも、波ではがされないためには、接着が速く、強く、粘り強い必要があります。

では、実際にどのくらい付くのでしょうか。日本の海に来た、ある港の例を見てみます。

ムラサキイガイなどのイガイ類は、足糸（そくし）で基質に付着する。基質は濡れていて、塩分があり、腐食していたり、バイオフィルムで汚れていたりしてもよいとされる［2］。波にはがされないためには、接着が速く、強く、粘り強い（はがれにくい）ことが要る。

足糸は濡れた面にも付く。では、実際の現場ではどれだけ付いたのか。日本の記録から確かめる。

ムラサキイガイは、もとは ヨーロッパの ほうに いた かいと いわれます。にほんでは、むかし こうべの みなとで みつかって、それから ぜんこくに ひろがったと いわれて います。

おおさかわんの コンクリートの きしでは、かいが かさなって、あつさが 30センチにも なった ところが ありました。それだけ たくさんの かいが、そくしで きしに くっついて いたのです。

でも、みずが あると のりは つかないはずです。どうして なのでしょう。

ムラサキイガイはヨーロッパ（地中海）原産とされ、日本では1930年代に神戸港で見つかったあと、全国に広がったと伝えられています。発見の年は1932年と1935年の二説あります［8］。

大阪湾では、1980年代の後半から1990年代の前半に、人工の護岸へ大量に付きました。貝がかたまって付いた層の厚さが約30cmに達したところもあったそうです［8］。船の底や、海水を取り入れる施設にも付くため、汚損生物として扱われています。

これだけの数の貝が、波を受けても落ちずに岩に付いています。そもそも、濡れた面に何かを付けるのは、なぜ難しいのでしょうか。

大阪府の資料によると、ムラサキイガイは地中海原産とされ、日本では1930年代（1932年と1935年の二説）に神戸港で発見された後、全国へ広がったとされる［8］。潮間帯の岩や人工物に足糸で付着する種で、船底や取水施設にも付くことから汚損生物とされている。

大阪湾では、1980年代後半から1990年代前半に人工護岸へ多量に付着し、付着群体の厚さが約30cmに達する例もあった［8］。ここで示されるのは、足糸の接着が実際の海で長く保たれ得るという事実であって、接着の強さの数値ではない。それなら、濡れた面に付く難しさとは何か。

おふろの ときに、シールを かべに はって みたことは ありますか。ぬれた ところには、うまく くっつきません。みずが、シールと かべの あいだに はいりこむからです。

ただし、のりの しくみは、シールより ずっと ふくざつです。それでも みずが じゃまを する、というところは にて います。

だから、みずの なかで つかえる のりは、みずより「くっつきたい あいて」と なかよく なれるように、つくらなければ ならないと いわれます［1］。

かいは、それを どうやって かなえて いるのでしょう。

お風呂で壁にシールを貼ろうとすると、濡れた壁にはうまく付きません。水がシールと壁のあいだに入りこむからです。

接着剤も同じで、水は高分子の接着を邪魔するとされています。濡れた極性のある面に使える接着剤は、接着剤の成分が水よりも相手の表面とよく引き合うように設計しなければならない、と総説では説明されています［1］。

水中で「水に勝つ」成分を、貝はどこから手に入れているのでしょう。手がかりは、糸の先の接着板にあります。

水は高分子の接着を損なう［1］。濡れた極性表面に使う接着剤は、水よりも標的表面と強く相互作用するように設計する必要がある。この条件を、生き物は日常的に満たしていることになる。

では貝は、どんな成分でそれを満たすのか。糸の先の接着板に、その手がかりがある。

そくしの さきには、ちいさな まるい ぶぶんが あります。ここが いわに くっつく ところです。

この ぶぶんの タンパクしつには、「ドーパ」と いう とくべつな ざいりょうが たくさん はいって います。しかも、いわに いちばん ちかい ところに、いちばん おおいと しらべられました［3］。

ドーパは、みずの なかで くっつく しくみに かかわる ざいりょうの ひとつと されて います。ふしぎな ざいりょうが、かいの のりの ひみつに かかわって いるのです。

でも、ドーパだけで ぜんぶ せつめいできるのでしょうか。

足糸の先には、接着板と呼ばれる小さな円盤があります。ここが岩に触れる部分です。

この接着板のタンパク質には、DOPA（ドーパ）というアミノ酸が多く含まれています。Mfp-3というタンパク質で約20モル%、Mfp-5で約30モル%です。DOPAが最も多いのは、接着板と岩の境目だとされます［3］。ここでいう20%・30%は、そのタンパク質の中での割合で、足糸全体の割合ではありません。

実験もあります。Mfp-5は雲母という鉱物の表面で、ある強い結合を上回る接着エネルギーを示し、その接着はDOPAに依存していました［2］。ただし、雲母上での実験で、岩の一般的な強さを示すものではありません。

DOPAが効く理由は、すべて分かっているのでしょうか。

接着タンパク質Mfp-3とMfp-5は、DOPA（3,4-ジヒドロキシフェニルアラニン）をそれぞれ約20 mol%、約30 mol%含む。これらの値は当該タンパク質中の割合で、足糸全体の値ではない。DOPA量は接着板と基質の界面で最も高い［3］。界面に水が入りこむ問題に、界面側にDOPAを集めることで対抗している、と読める。

Dannerら（2012）は、Mfp-5が雲母表面でビオチン-ストレプトアビジン結合を上回る接着エネルギー（約14 mJ/m²）を示し、この接着がDOPAに依存すると報告した［2］。ただし実験は雲母上で、岩一般の強さとはいえない。また、DOPAは還元条件や酸性では安定だが、酸化すると接着が落ちるという条件つきである。

では、DOPAはなぜ効くのか。そして酸化されやすいのに、なぜ海水中で使えるのか。

じつは、ドーパが どうして きくのかは、まだ ぜんぶ は わかって いません。ほかの ざいりょうが ちからを かして いる かもしれません。

それに、ドーパは あまり ふるく なると、はたらきが よわく なると されます。そこで かいは、ドーパが いたまない ように まもる しくみも もって いるようです［3］。

そくしは、かいの あしから でて きます。できたての いとは、かいから はなれて、うみの みずの なかで ゆっくり しあがって いくと されて います。

DOPAがなぜ効くかについては、二か所で水素結合を作る、金属や金属酸化物に結びつく、といった説があります。ただ、2012年の総説の時点でも完全な説明は定まっていません［3］。DOPAが唯一の理由だとは言えないのです。

もう一つの課題は酸化です。DOPAは酸化されると接着力が段階的に下がります。そのため貝は、システインに富むMfp-6などを使って、DOPAを還元された状態に保つ仕組みを持っているとされます［3］。

足の先で接着板を作るとき、貝は足を岩に押し付けてタンパク質を出し、短い時間で足を引き戻します。できたての糸と板は貝から切り離され、そのあとは海水の中で成熟が進みます［3］。

ここまでは、糸の先のことでした。糸そのものは、波の力をどう受けとめているのでしょうか。

DOPAが働く機構については、二座の水素結合や、金属・金属酸化物との配位が候補に挙がるが、2012年の総説の時点でも完全な説明には至っていない［3］。総説は、還元型と酸化型のDOPAがそれぞれ接着と凝集に関わるとし［3］、DOPAだけを唯一の理由とはしない。

一方、酸化されたDOPAは接着力が段階的に低下する。このため貝は、システインに富むMfp-6などを使ってDOPAの還元状態を保つと考えられている［3］。

足糸の形成では、足が基質にタンパク質を押し付けて数分で引き戻す、とされる（数値は要約由来）。できた糸と接着板は貝から切り離され、その後は貝と無関係に海水中で成熟が進む［3］。では糸自体は、どんな構造で波に耐えるのか。

くっつく ちからだけでは、なみに まけて しまいます。そくしは、いとの つくりにも ひみつが あります。

いとの ながさの だいたい 8わりは かたい ぶぶん、のこりの 2わりは やわらかくて よく のびる ぶぶんだと いわれます［4］。

かたい ひもの はしに、ゴムを つなぐと、ぐいっと ひっぱった ときに ゴムが のびて、ちからを うけとめて くれます。それに にた かんがえです。ただし、ほんとうの いとは、ゴムと ひもでは ありません。どちらも タンパクしつで できて います。

足糸の長さのおよそ80%は硬い部分、20%は柔らかくてよく伸びる部分（貝に近い側）だといわれます。どちらもコラーゲンに近いタンパク質でできています［4］。

硬い紐の端にゴムをつないで引くと、ゴムが伸びて力を受けとめます。足糸もこの組み合わせで、波の力を受けとめていると考えられています。MITのニュースで紹介された計算による研究では、この組み合わせのおかげで、一方向に引くときの約9倍の衝撃に耐えられるとされています。ただし、これは計算モデル上の値で、実際の貝の全条件の結果ではありません［4］。

糸の外側には、さらに硬い膜（クチクラ）があるとされます。鉄とDOPAが結びついて密な島のようになり、硬さと伸びを両立しているという説明があります［5］。

こうした糸を、人は何に使おうとしているのでしょうか。

足糸は、長さの約80%が硬い部分、約20%が柔らかく伸びる部分（貝側）で、どちらもコラーゲンに近いタンパク質でできている。MITニュースが紹介したQin & Buehlerの研究では、糸の実験と計算モデルを併用し、この組み合わせが、一方向に引くときの約9倍の衝撃力に耐えるとされる［4］。ただし、この値はモデルを含む条件での結果で、実際の貝の全条件に当てはまる値ではない。

外側の膜（クチクラ）は、芯より約5倍硬く、顆粒状で、DOPAと鉄（Fe3+）の錯体による架橋が密な島を作り、硬さと伸びを両立するとされる。鉄とカルシウムを除くと硬さが約50%下がったという［5］。なお、この論文の原文は取得できず、検索要約に基づくため、断定を避けている。

糸の先の化学と、糸全体の力学。二つの層が組み合わさって、貝は波の中に留まる。この知見は、どう応用されているのか。

けんきゅうしゃたちは、かいの のりの ひみつを、ひとの くらしに いかそうと して います。

りかがくけんきゅうしょ（りけん）の ひとたちは、シルクの タンパクしつを、ドーパを もつ かたちに かえて、ぬれたところでも つく のりに する ことに せいこうしました［6］。

とうほくだいがくの ひとたちは、たいおん ぐらいで、くっつく ちからが 1000ばいも かわる ぜりーのような のりを つくったと はっぴょうしました［7］。

かいの ひげから、あたらしい のりの ヒントが うまれて います。

2019年、理化学研究所は、ムラサキイガイの足糸が濡れた岩場に強く接着できることに着目し、シルクのタンパク質にあるチロシンを酵素でDOPAに変えて、接着性を持たせることに成功したと発表しました［6］。

2024年11月には、東北大学が、ムラサキイガイの接着タンパク質にあるカテコール基に着目し、体温付近で接着力が約1000倍変わるハイドロゲルの接着剤を開発したと発表しました［7］。ハイドロゲルは、水をたっぷり含んだゼリー状の材料です。

貝がどうしてくっつくかは、まだ解き明かされている途中です。その分、人が試せる工夫の余地も残っています。

理化学研究所（2019年3月）は、足糸が濡れた岩場に強力に接着できる点に着目し、シルクタンパク質のチロシンを酵素でDOPAに変換して接着性を与えることに成功した［6］。DOPAを含む天然タンパク質を、別の丈夫な素材に持たせるという発想である。

東北大学（2024年11月6日）は、ムラサキイガイの接着タンパク質のカテコール基に着目し、体温付近で接着力が約1000倍変わるハイドロゲル接着剤を開発したと発表した［7］。接着力を温度で切りかえられる、という点が特徴である。

いずれも、貝の仕組みの完全な解明を前提としない。DOPAが効く理由に未解決の点が残るまま、その性質を借りて材料を作る段階にある。

きょう できること

ムールがいを たべる きかいが あったら、からの あいだから でて いる ひげ（そくし）を みて みましょう。てで ひっぱって、かたい ところと のびる ところが あるか、かんがえて みます。たべものを あそびに つかわず、たべおわったら すてます。

でかけて できること

みなとの きしで、くろっぽい かいが ぎっしり ついた ところを、とおくから みて みましょう。きしの はしや、ぬれた ところは すべります。かならず おとなと いっしょに いって、てを だしたり、かいを はがしたり しません。

しらべる ときの ヒント

「りけん シルク せっちゃくざい」と けんさくすると、はっぴょうの ページが みつかります。

今日できること

ムール貝を食べる機会があれば、殻の合わせ目から出ているひげ（足糸）を観察してみましょう。硬い部分と伸びる部分があるか、指で軽く引いて確かめます。食べ物で遊ばず、調べたら捨てます。

出かけてできること

港の岸壁や護岸で、黒っぽい貝が群がって付いているところを、離れた位置から見てみましょう。岸の端やぬれた面は滑ります。大人と一緒に行き、貝には手を出さないでください。

公式情報を読む

理化学研究所の2019年のプレスリリース「シルクを接着剤にする」［6］と、JSTサイエンスポータルの2024年11月6日の記事［7］が、この記事の応用の話のもとになっています。

読んでみる

接着の化学は、Leeら（2011）の総説［1］とNicklisch & Waite（2012）のミニレビュー［3］が入口になる。実験の細部はDannerら（2012）［2］を参照する。糸の力学はMITニュース［4］から原論文（Nature Communications）へたどれる。

この記事の限界

足糸の「数分」の数値、鉄-DOPA外皮の値、約9倍の値は、要約や二次的な紹介に基づく。使う場合は原論文で確かめたい。DOPAの効き方は2012年時点の総説に依拠しており、より新しい総説は確認していない。

身の回りで確かめる

ムール貝の足糸や、港に付いた貝の群れは、大人と一緒に安全な位置から観察できる。岸の端に近づかず、貝には触れない。