ジーンズに細菌（良い種類の細菌）がいっぱいついている場合

私たちはあらゆるスタイルや色のジーンズを履きますが、最も人気があり、流行遅れになることのない色合いが 1 つあります。それはインディゴです。

ブルーデニムへの尽きることのない情熱を満たすために、この工場では毎年45,000トン以上の合成インディゴ染料を生産しています。このような大量の生産は多くの環境問題を引き起こしました。

まず、合成藍の原料は石油化学製品であるアニリンです。藍を合成する過程では、シアン化水素、ホルムアルデヒド、強アルカリなど、さまざまな有毒で有害な化学物質も使用されます。

第二に、藍は水にわずかに溶けるため、染色工程ではまず水溶性の形態、つまりロイコ藍と呼ばれる藍白に変換する必要があります。藍の白は布地の繊維表面に吸着され、その後藍に再酸化されて布地が青く染められます。

藍染め、出典：botanicalcolors

このプロセスでは、腐食性の硫酸塩と亜硫酸塩の廃棄物が大量に生成され、それが染色工場内のパイプやその他の設備を腐食させます。廃棄物のほとんどは川や小川に排出され、環境に大きな汚染を引き起こしています。ファッション業界の急成長​​と衣料用染料の需要増加により、環境への影響はますます深刻化しています。

パート1

大腸菌が答えを出します

環境のためにデニムへの情熱を犠牲にすべきでしょうか?科学者には必ず解決策がある。同社は、生デニムを生産するための環境に優しい技術を開発したと発表した。研究者らは、この技術はまだ商業的に実現可能ではないが、「長年続いてきたが持続不可能な藍染め工程に革命を起こす」可能性があるとネイチャー・ケミカル・バイオロジー誌に記した。

この方法では、実験室で培養された大腸菌を使用してインディゴを生成し、それを使用してジーンズを染色します。大腸菌は私たちの日常生活に深く関係する細菌の一種です。顕微鏡で見るとカプセルのように見える腸内細菌です。また、構造的に最も単純な生物の一つでもあります。

では、バクテリアはどのようにしてジーンズを着色するのでしょうか?インスピレーションは自然から生まれます。

まず、一部の植物には藍色素の「前駆物質」があり、特定の化学反応によって藍色素に変換されます。例えば、ウォードに含まれるインドキシルはあまり安定していません。植物自体がグルコシルトランスフェラーゼの作用によりそれを安定したインドール配糖体（インディカン）に変換し、簡単に保存できるようにします。おそらく、これらの複雑な化学用語が英語の「インディゴ」と同じ語源を持っていることに気づいたことでしょう。人工的に制御された環境条件下では、インドール配糖体は再びインドキシルに変換され、その後不安定なため酸化されて藍を形成し、葉を青く染めます。

そこで、研究者たちはこのプロセスを参考にして遺伝子工学の手法を用いて、ウォードのグルコシルトランスフェラーゼ遺伝子を大腸菌に移植した。このように、大腸菌はインドール配糖体を合成する能力を持っています。これらのインドール配糖体は抽出され、水に溶解され、同じ環境条件下でインドールに戻されます。酸化処理後、藍染めに成功しました。

藍染料を生成するために遺伝子組み換えされた大腸菌のコロニー。出典: ピクセル

これは自然から学ぶ良い例と言えるでしょう。バイオエンジニアリング染色法は、従来の化学合成法よりも環境に優しく、化学汚染を大幅に削減します。

パート2

青い菌類を見てください、服は緑でいっぱいです

実際、植物や微生物を天然染料として使用することには非常に長い歴史があります。例えば、中国の伝統的な民間絞り染め技法は、豊かな色彩、自然な変化、そして無限の楽しみを持っています。この技法は、自然から取り入れ、自然のために利用しながら、何千年もの間、季節の変化を受け継いできました。

しかし、19世紀に合成染料が導入され、開発されると、標準化され、大量生産が可能になったため、化学繊維染色が伝統的な植物染色に取って代わりました。植物染色と比較すると、化学染色は色が鮮やかで、価格が安く、生産が簡単などの利点があります。そのため、植物染色の伝統的な工程と技法は、これまでにないほど大きな影響を受けています。

しかし近年、世界的に環境意識が高まるにつれ、衣料業界も化学染料には環境汚染や健康被害などの潜在的危険性があることに徐々に気づき始めています。世界銀行によると、工業用水質汚染の17%～20%は衣類の染色や処理によって引き起こされています。高品質、グリーン、環境保護、安全、健康を追求する中で、人々は新しい環境に優しい染色技術に注目し始めています。 **

ジンバブエ出身の合成生物学デザイナー、ナツァイ・オードリー・チーザ氏は、ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの合成生物学教授、ジョン・ワード氏と共同で、環境に有害な化学藍染めの代替として、色素生成細菌をどのように利用できるかを研究している。彼女は、植物の根によく見られる非病原性の細菌であるストレプトマイセス・セリカラーを選びました。実験を繰り返した結果、細菌培養過程におけるpH値、時間、温度、培養皿の大きさなどの要因が色の表現に影響を与えることを発見した。

キエーザ氏は実験で、ストレプトマイセス・セリカラーの希釈培養液にさまざまな素材の布を多数浸し、寒天培地の表面に置いた。

数日間の培養後、布地の表面と布地と培地の間の空間の両方が、Streptomyces coelicolor の繁殖によって生成されたコロニーで覆われました。

コロニーが拡大するにつれ、何百万もの細胞が肉眼で見える大量の色素を生成し、タイムラプスカメラが色のざわめきが広がる様子を捉えた。この染色方法は、化学染色に比べて500倍の水を節約できると同時に、環境に有害な化学合成物質の生産を削減します。

これはキエーザがシルクスカーフにストレプトマイセス・セリカラーを少量接種し、直径150mmの培養皿に入れて「培養染色」しているところです。空色のストレプトマイセス菌のコロニーが増殖するにつれて、シルクスカーフは最終的に透明でシンプルな色になります。

布の染色に成功しました。

出典: voordewereldvanmorgen

美術評論家のリズ・スティンソン氏もその素晴らしい色彩に魅了された。「細菌だらけのシルクスカーフを身に着けたいなんて考えたこともありませんでした。でも実際に見たら、空色のストレプトマイセスで染めたこの芸術作品をぜひ手に入れたいと思いました！」

細菌は、豊富な栄養素、十分な酸素、適切な温度の条件下では「自発的に」色素を生成します。ケンブリッジ大学の科学者らが設立した英国のバイオテクノロジー企業、Colorifix は、生物の色の DNA 情報を複製することで、細菌を「手作業で」着色している​​。

そのプロセスはこうです。オウムの羽から色素細胞を削り取り、羽の色を変えることができるDNA 情報を探し、この DNA 情報の文字列をコピーして特定の種類のバクテリアに挿入し、バクテリアが羽と同じ色を生成するようにします。その後、染色したバクテリアを繊維に直接塗布し、細胞膜が破裂するまで加熱します。こうすることで、細菌の色素が布地に残り、布地の細胞膜が洗い流されるので、染色が完了します、完了です！

パート3

『プラダを着た悪魔』では、編集長がアンドレアにこう言っています。「あなたは、自分が着ている青いセーターは自分で選んだもので、ファッションとは関係ないと思っているでしょう。実は、その青い色は、ファッション業界で最も権威のある新製品発表会で発表されたものです。その後、青い服は世界中の主要ショッピングモールで人気を博しました。つまり、あなたの服の色は、ファッション界で発言権を持つ人たちが選んだものなのです。」

では、将来、バクテリアがファッション業界で重要な発言力を持ち、今日私たちが着るべき青色を決める日が来ると想像できるでしょうか?