生命はゲルでできている

目次

1. １ 世界はゲルに満ちている ブヨブヨ、プルプルの物質 固体? それとも液体? 弾性 粘弾性 ゲルがもたらす生物の巧みな仕組み 液体か固体かは、時空間で決まる 豆腐の角に頭をぶつけると? 水面を駆けるトカゲ ソフト&ウエットウエア コラム◎大陸や氷河の移動の観測に必要な時間は?──デボラ数 ２ ゲルをつくる 語源はゼラチン ゼラチンゲル なぜゲルになる? 豆腐もゆで卵もタンパク質のゲル 多糖がつくるネットワーク カンテンはアガロースのゲル アルギン酸ゲルからつくる人工イクラ コラム◎化学者グレアム 合成高分子がつくるネットワーク ネットワークの大きさを調整する パーコレーション理論 コラム◎高分子科学 ３ ゲルが示す不思議なふるまい なぜゲルの水は流れ出ない? 水はクラスターをつくる 水中にイオンがあると 高分子イオンの場合 イオンがネットワークになると ゲルにはポテンシャルの井戸がある ゲル中の水は凍らない 水は敏感に運動性を変える 生物組織の水は凍らない コラム◎ゲルのいろいろ ４ ゲルは環境に応答する 水を含んだゲルの環境応答性 物質の拡散とは ゲルの膨潤は協同拡散 ゲル中の拡散・輸送・分離 ゲルの体積相転移 浸透圧とゴム弾性も膨潤能力を左右する 弾性・粘性・粘弾性 応力緩和のモデル 動的粘弾性 ５ 命を支える賢いゲル 生物は階層構造をつくる 細胞どうしをつなぐ──細胞外マトリックス 引っ張りに耐える──腱と靭帯 衝撃を和らげ、摩擦を減らす──関節軟骨 力を生み出す──筋肉 どの方向からの力にも耐える──皮膚 ゲルが支える──硬組織 体内の摩擦をなくすスーパー粘液──ムチン ６ ゲルは理想のバイオインターフェース 生物の表面特性はなぞだらけ 柔軟に伸縮して血圧を制御する──血管 絶えず柔らかさを変える──細胞 コラム◎エラストグラフィ 変形して毛細血管をすり抜ける──赤血球 細胞のカタチを保ち、動かす──細胞骨格ネットワーク ７ ゲルがつくる未来技術 軟組織をつくる 強いゲルで人工腱・人工靭帯をつくる 超低摩擦ゲルで関節軟骨をつくる しなやかに動く分子機械をつくる 必要なときに薬物を放出する 次代の医療を担う再生医療 ゲルでつくる細胞外マトリックス 神経幹細胞もゲルで培養できる 3次元スキャフォールドで器官再生 コラム◎医療に役立つ高分子ゲル 終章 生命活動の舞台を理解する あとがき 図版出典