フラグマトポマ・カリフォルニカ

フラグマトポマ・カリフォルニカ
	飼育されているサンドキャッスルワーム。砂と白いセラミックビーズで筒を作っている。
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	環形動物
クレード:	プレストアンネリダ
クレード:	セデンタリア
家族：	サベラリ科
属:	フラグマトポマ
種：	P. カリフォルニア
二名法名
	フラグマトポマ・カリフォルニカ; キンバーグ、1867

Phragmatopoma californica は、サンドキャッスルワーム、ハニカムワーム^[1]、ハニカムチューブワーム^[2]とも呼ばれ、サンゴ礁に生息する海洋多毛類で、サベラリダ科に属します。体色は暗褐色で、ラベンダー色の触手の冠を持ち、体長は最大約 7.5 センチメートル (3.0 インチ) です。^[3]このワームは、ソノマ郡からバハカリフォルニア北部にかけてのカリフォルニア沿岸に生息しています。^[4]

サンドキャッスルワームは群れで生活し、砂の城に似たチューブリーフ（名前の由来）を作ります。中潮から干潮時に岩の多い海岸でよく見られます。ハニカムのような外観を持つサンドキャッスルは、一辺が最大2メートル（6.6フィート）の面積を覆うことができます。^[3]ムール貝のベッドと領域を共有することがあり、岩面、張り出した棚、凹状の海岸線など、何らかの避難場所となる場所ならどこでも見つかります。^[4]

この虫は管の中に留まり、ほとんど姿を見ることはない。干潮時に水面上にいるときは、暗い剛毛でできた盾のような蓋で管の入り口を閉じる。水中にいるときは、管から触手を伸ばして餌の粒子や砂粒を捕まえる。砂粒は選別され、最良のものは管の修復に使用され、^[3]残りは排出される。コロニーは幼虫の集団定着によって形成され、成虫に変態するには既存のコロニーとの接触が必要である。 ^[4]この種の集団定着は、成虫の管に関連する特定の遊離脂肪酸に関連している。^[5]岩の多い海岸では、定着は水柱内での幼虫の行動と、幼虫が管に接触したときの化学的合図の知覚に依存している。^[6]

サンドキャッスルワームは、アラスカから南カリフォルニアにかけて生息し、琥珀色の蓋を持つ、似ているがより北方性のサベラリア・セメントリウム^{と混同してはならない。 [4]}P. californicaとは異なり、S. セメントリウムはコロニーを形成することはほとんどなく、群れをなして定着せず、その幼虫は遊離脂肪酸に反応しない。^[7]

水中接着剤

2004年、カリフォルニア大学サンタバーバラ校（UCSB）の研究者らは、フラグマトポマという虫が保護管を作るために使う接着剤が、反対の電荷を持つ特定のタンパク質でできていることを発見した。^{[8]これらのタンパク質は}ポリフェノールタンパク質と呼ばれ^、[9]生体接着剤として使われる。^[10]彼らはこれらの接着タンパク質の配列を得ることに成功した。^[11]これらの結果に触発されて、ユタ大学の研究者らは2009年に、虫が分泌して水中で砂粒をくっつけるのに使う接着剤を複製することに成功したと報告した。 ^[12]虫が一度に生産する接着剤の典型的な量は約100ピコリットルで、ティースプーン一杯にするには5000万ピコリットル必要となる。^[13]

研究者らは、この接着剤が生体適合性のある医療用接着剤として、例えば砕けた骨の修復などに応用できると考えている。^{[14]実用的であると判明すれば、複合}コアセルベートをベースとした合成接着剤^[15]は、ピンやネジなどの使いにくい金属安定装置の代わりに、小さな骨片を固定するために使用できる可能性がある。^[14]その他の潜在的な医療用途としては、皮膚の切り傷の封止、頭蓋顔面骨の修復、角膜切開などが挙げられる。^[13]

障害としては、接着が水の表面層ではなく基材に確実に行われるようにすることが挙げられる。また、硬化するには接着剤が乾燥する必要がある。ほとんどの接着剤は水中では硬化しないか、硬化が速すぎる。^[13]

接着剤のベースとなるタンパク質には、リン酸基とアミン基の側鎖が含まれており、これらはよく知られた接着促進剤で、表面を濡らすのに役立つと考えられます。接着剤は2つの部分で構成されており、それぞれに異なるタンパク質と側基が含まれています。この2つはエポキシのような腺で別々に作られ、分泌されると混ざり合います。^[16]^[17]接着剤は約30秒で固まりますが、これはおそらく酸性接着剤と海水の酸性度の大きな違いによるものと思われます。^[18]硬化には約6時間かかり、タンパク質が架橋して靴の革のような粘稠度に達します。^[13]

既存の医療用瞬間接着剤は免疫原性が非常に高い。動物実験では、この新しい合成接着剤は免疫反応を示さなかった。しかし、体内では、接着剤は最終的に分解する必要があり、理想的には骨や組織の再生とほぼ同じ速度で分解する必要がある。したがって、分解可能な接着剤には、特殊な細胞によって分解されるタンパク質が含まれている。^[13]

水中で接着剤を生成する他の種としては、特定の種類のムール貝、カキ、フジツボ、トビケラの幼虫などがある。^[13]

脚注

^ ヒントン、サム (1987)。南カリフォルニアの海岸の生物：サンタバーバラ南部のカリフォルニア海岸の動物生態の紹介。カリフォルニア自然史ガイド。第 26 巻。カリフォルニア大学出版局。p. 48。ISBN 978-0-520-05924-5。
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外部リンク

ウィキメディア・コモンズの Phragmatopoma californica に関連するメディア
「フラグマトポマ・カリフォルニカ」。生命百科事典。
ピーター・J・ブライアント撮影
ユタ大学による砂の城のワームの写真と関連資料の研究
ユタ大学のミミズがチューブを作るビデオ

[Hinton-1] ヒントン、サム (1987)。南カリフォルニアの海岸の生物：サンタバーバラ南部のカリフォルニア海岸の動物生態の紹介。カリフォルニア自然史ガイド。第 26 巻。カリフォルニア大学出版局。p. 48。ISBN 978-0-520-05924-5。

[LiMPETS-2] 「Honeycomb Tube Worm」。LiMPETS。2011年3月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月31日閲覧。

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[Ricketts_233-4] Between Pacific Tides（第5版）。スタンフォード大学出版局。1992年。233ページ。ISBN 978-0-8047-2068-7。

[5] Pawlik, JR (1986). 「サンゴ礁を形成するチューブワーム Phragmatopoma californica (Sabellariidae: 多毛類) の幼生着生および変態の化学的誘導」.海洋生物学. 91 : 59–68. doi :10.1007/BF00397571. S2CID 87087873.

[6] Pawlik, JR; Butman, CA; Starczak, VR (1991). 「造礁性チューブワームの群生定着の流体力学的促進」. Science . 251 (4992): 421–424. Bibcode :1991Sci...251..421P. doi :10.1126/science.251.4992.421. PMID 17775107. S2CID 981815.

[7] パウリク、JR;チア、FS (1991)。「サベラリア・セメンタリウム・ムーアの幼虫の定着とサベラリア科多毛類の他の種との比較」。カナダ動物学ジャーナル。69 (3): 765–770。土井：10.1139/z91-110。

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[10] Rzepecki, LM; Chin, SS; Waite, JH; Lavin, MF (1991). 「海洋接着剤の分子多様性: 5 種のムール貝由来のポリフェノールタンパク質」.分子海洋生物学およびバイオテクノロジー. 1 (1): 78–88. PMID 1845474.

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[12] Shao, H; Bachus, KN; Stewart, RJ (2009). 「P. californica の砂の城接着剤をモデルにした水性接着剤」。Macromol . Biosci . 9 (5): 464–471. doi :10.1002/mabi.200800252. PMC 2848666. PMID 19040222 .

[Fountain-13] ファウンテン、ヘンリー（2010年4月12日）。「海の生物を研究して人々を癒す接着剤を探す」ニューヨークタイムズ。 2010年4月13日閲覧。

[ScienceDaily-14] 「サンドキャッスルワームの秘密が強力な医療用接着剤を生み出す可能性」ScienceDaily 2009年9月27日2009年10月31日閲覧。

[15] Stewart, RJ; Wang, CS; Shao, H (2011). 「合成水中接着剤の基礎としての複合コアセルベート」.コロイドおよび界面科学の進歩. 167 (1–2): 85–93. doi :10.1016/j.cis.2010.10.009. PMC 3130813. PMID 21081223 .

[16] Wang, CS; Stewart, RJ (2013). 「サンドキャッスルワーム、Phragmatopoma californica (Fewkes) の多成分コポリ電解質接着剤：ペプチジルドーパを介したカテコールオキシダーゼ触媒による硬化」。バイオマクロ分子。14 (5): 1607–1617。doi :10.1021/bm400251k。PMID 23530959 。

[17] Wang, CS; Stewart, RJ (2012). 「砂城虫、Phragmatopoma californica (Fewkes) の生体接着性前駆体の局在」J. Exp. Biol . 215 (2): 351–361. doi : 10.1242/jeb.065011 . PMID 22189779.

[18] Stevens, MJ; Steren, RE; Hlady, V; Stewart, RJ (2007). 「Phragmatopoma Californica の水中接着剤のマルチスケール構造: 急峻な微細孔勾配を持つナノ構造ラテックス」Langmuir . 23 (9): 5045–5049. doi :10.1021/la063765e. PMC 3974424 . PMID 17394366.