BIOINDUSTRY(バイオインダストリー) 発売日・バックナンバー

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【特集】企業によるバイオマス系化成品の開発

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ポリイソシアネートSTABiO(R)(スタビオ(R))の開発と展開
Development and Apprication for New Polyisocyanate STABiO(R)

山崎聡 (三井化学(株))

 ポリイソシアネートは, ポリウレタンの物性を左右する重要な化学品である。これまでもいくつかのバイオイソシアネートが検討されてきたが, その実用的な物性を十分に満足することができなかった。本稿では, 市場ニーズに対応して, 当社が開発したバイオイソシアネート(STABiO(R)(スタビオ(R))PDI(R))およびそれを用いたポリウレタンへの展開について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 開発の背景およびコンセプト
3. STABiO(R)(スタビオ(R))PDI(R)および硬化剤の特徴
4. スタビオ(R)PDI(R)システムの用途
4.1 メガネレンズへの展開
4.2 ゲルへの展開
5. おわりに

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3D プリンター造形用材料:ポリ乳酸と高耐熱ポリアミド
Materials for the 3D Printer -Poly Lactic Acid and High Heat Resistant Polyamide-

川瀬至道 (ユニチカ(株))
迫部唯行 (ユニチカ(株))
上田一恵 (ユニチカ(株))

 ポリ乳酸は, Material Extrusion 方式の3Dプリンターに適した特性をもつ材料であるが, さらにシャープな造形結果を得るためには, フィラメントの製造工程において, 樹脂の純度, 結晶度合, 真円度などを適切に制御する必要がある。一方, バイオマスを原料とした高耐熱ポリアミド「XecoT」は, Additive Manufacturingが求める, 実際に使用できる造形物を作るための材料の一つとして有望である。

【目次】
1. はじめに
2. PLA
2.1 PLAの特徴
2.2 PLAの用途
2.3 Material Extrusion用材料としてのPLA
3. Material Extrusion用フィラメント
3.1 Material Extrusion方式の3Dプリンターと造形材料について
3.2 PLAのエナンチオマー
3.3 フィラメントの作製方法と真円性および結晶化
4. 今後の可能性と留意点
5. 材料の展開

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エーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPB シリーズ」
Partical Biomass Thermoplastic Polyurethane“RESAMINE PB Series”

高橋伸 (大日精化工業(株))

 熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)は諸物性に優れ, 各種成形用材料として広く使用されている。当社では一部にバイオマス資源由来の原材料を使用したエーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPBシリーズ」を開発, 上市した。従来のTPUと同等の性能で, バイオマス資源の活用により二酸化炭素の発生を抑制し, 化石資源枯渇抑制に寄与する。

【目次】
1. はじめに
2. 熱可塑性ポリウレタン(TPU)とは
2.1 TPUの構造
2.2 TPUの特徴
3. TPUの成形加工
3.1 乾燥条件
3.2 温度条件
4. エーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPB」シリーズ
5. おわりに

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セルロースナノ微粒子「NanoAct TM」
Cellulose Nano Beads「 NanoAct TM」

土井雅憲 (旭化成せんい(株))

 天然セルロースは, 太古の昔から太陽がある限り決して枯渇することのない天然素材として近年注目を浴びている。旭化成せんい(株)では, その天然セルロースを原料にしてナノサイズのセルロース微粒子「NanoAct TM」の開発に成功した。本稿では, その特長と機能化, そして用途例について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 「NanoAct TM」の粒子径バリエーション
3. 「NanoAct TM」の特長
4. 化学修飾と機能化
5. 用途例
6. おわりに

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植物由来グリコールを原料としたバイオマス粉体塗料の開発
Development of Biomass Based Powder Paint using Glycol Derived from Renewable Soured Material

齊藤健太 ((株)岡村製作所)
賀来群雄 (デュポン(株))
前田保博 (日本ユピカ(株))
川村圭介 (日本ユピカ(株))

 化学製品のバイオマス原料化が多方面に広がりを見せているなか, その技術をいかに工業製品に取り込むかが重要である。本稿では(株)岡村製作所が製造しているスチール什器の被覆材として開発した「バイオマス塗料」について紹介する。バイオマス塗料は, 「デュポン(株)のBio-PDOTM(1,3-プロパンジオール)」を樹脂原料とした「日本ユピカ(株)の粉体塗料用樹脂BIOMUP(R) 910」を用いて設計されている。以下, 1節でBio-PDOTM, 2節でBIOMUP(R)910をそれぞれ紹介する。

【目次】
1. Bio-PDO TM(1,3-プロパンジオール)
1.1 Bio-PDO TMの製造
1.2 環境負荷の軽減
2. 粉体塗料用バイオマスポリエステル樹脂BIOMUP(R)910
3. おわりに

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BIO R&D

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蛍光セルフクエンチを用いたアモルファス凝集形成機構の解析
Analysis of Amorphous Protein Aggregation using Fluorescence Self-quenching

如澤浩樹 (東京農工大学)
座古保 (理化学研究所)
前田瑞夫 (理化学研究所)
千葉一裕 (東京農工大学)
黒田裕 (東京農工大学)

 本稿では, 蛍光強度変化によるタンパク質のアモルファスな凝集の測定法の開発を紹介する。まず, 蛍光色素で修飾したモデルタンパク質の試料に塩を添加することで「蛍光セルフクエンチ」が生じ, 蛍光強度が低下することを検証した。蛍光強度の変化と, 既存の静的光散乱(LS)および動的光散乱(DLS)で測定した凝集量および会合体の大きさ(会合数)の比較から, 蛍光セルフクエンチはタンパク質が互いに接近した「分子収縮状態」の増加を反映すると考えられた。最後に, 蛍光セルフクエンチで観測された「分子収縮状態」と凝集やアミロイド線維形成における「凝集核」の関係を論じる。

【目次】
1. はじめに
2. 蛍光セルフクエンチとタンパク質凝集の測定
3. 蛍光セルフクエンチによる凝集の観測
4. 蛍光セルフクエンチおよび凝集形成の経時変化
5. アモルファス凝集における凝集核形成機構の提唱およびその観測法
6. おわりに

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化学修飾技術を利用した乳酸菌模倣粒子による免疫賦活
Immunestimulating Activity of Lactobacilli-mimicking Microparticles modified withPolysaccharide-Peptidoglycan Complex derived from L. casei Shirota Strain

甲元一也 (甲南大学)
長濱宏治 (甲南大学)
松井淳 (甲南大学)

 腸管免疫を賦活する乳酸菌はプロバイオティクスとして注目を集めている。筆者らは, 乳酸菌L. casei Shirota株の多糖-ペプチドグリカン複合体(PS-PG)を化学修飾によりラテックスビーズ表面に導入した乳酸菌模倣ビーズを新たに合成した。本稿では, そのビーズの特性や免疫賦活性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. LcS由来PS-PGのラテックスビーズ表面への導入
3. PS-PG導入ラテックスビーズの免疫賦活作用
4. おわりに

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キノコ由来新規化合物fomiroid AのNiemann-Pick C1-Like1( NPC1L1) 依存的なコレステロール取込み阻害作用
Inhibitory Action of Fomiroid A, A Novel Compound from the Mushroom, on Niemann-Pick C1-Like1(NPC1L1)-dependent Cholesterol Uptake

千場智尋 ((株)ファンケル)
河岸洋和 (静岡大学)
松尾道憲 (京都女子大学)
植田和光 (京都大学大学院)

 高コレステロール血症は, 脳梗塞や心筋梗塞などの発症に起因する動脈硬化症の危険因子の一つである。食事および胆汁由来コレステロールの小腸からの吸収を担うNPC1L1の機能阻害は, 高コレステロール血症改善のための一つの方法と考えられている。本稿では, キノコ由来新規化合物fomiroid AがNPC1L1との結合を介してコレステロール取込みを阻害することを報告する。

【目次】
1. はじめに
2. NPC1L1構造と機能
3. クロサルノコシカケ由来fomiroid Aの構造決定
4. Fomiroid Aのezetimibe 結合阻害活性
5. NPC1L1変異体に対するfomiroid Aのファーマコロジカルシャペロン活性
6. Fomiroid AによるNPC1L1の機能阻害
7. おわりに

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BIO BUSINESS

化粧品分野におけるペプチド
Developement of Functional Peptide in Cosmetic Industry

山下裕司 (千葉科学大学)
坂本一民 (千葉科学大学)

【目次】
1. はじめに
2. 化粧品におけるペプチドの位置づけ
3. ペプチド原料の市場動向
4. 最近の機能性ペプチド原料開発
5. 化粧品原料としてのペプチドの新機能
6. おわりに
4,950円
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【特集】日本発遺伝子治療製品の開発に向けて

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特集にあたって ―日本発の遺伝子治療製品にかける期待―
Introduction

佐藤陽治 (国立医薬品食品衛生研究所)

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遺伝子治療概説 ―ウイルスベクターの進歩と臨床研究の動向―
Gene Therapy -Recent Progress in Viral Vector and Clinical Trials-

島田隆 (日本医科大学)

遺伝子治療は遺伝病やがんなどの難治性疾患に対する新しい治療法として大きな期待を集めて1990年に開始された。その後, 様々な問題が明らかになったが, これらを乗り越えて進歩を続けてきた。最近になり, 多くの疾患で有効性が認められるようになり, 再び期待が高まっている。本稿では遺伝子治療の歴史的流れと, 最近の進歩について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 遺伝子治療の歴史
3. ウイルスベクターの進歩
 3.1 レトロウイルスベクター
 3.2 レトロウイルスベクターの安全性
 3.3 レンチウイルスベクター
 3.4 アデノウイルスベクター
 3.5 アデノ随伴ウイルスベクター
4. 遺伝子治療臨床研究の最近の動向
5. 遺伝子治療を取り巻く環境の変化
6. おわりに

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遺伝子治療に関する我が国の規制動向
Current Regulation of Gene Therapy in Japan

内田恵理子 (国立医薬品食品衛生研究所)

 遺伝子治療を巡る我が国の規制は, 規制改革や再生医療等安全性確保法および医薬品医療機器法の施行により, この数年で大きな変化を遂げた。法の施行からまだ時間が浅く, 本格的な運用はこれからであるが, 本稿ではこのような遺伝子治療の規制の最新動向と, 遺伝子治療製品の開発・実用化促進のための指針の改正・作成に向けた取組について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 遺伝子治療臨床試験の2つのパスウェイ
3. 遺伝子治療臨床研究に関する法規制と指針
 3.1 遺伝子治療臨床研究の審査体制と再生医療等安全性確保法
 3.2 遺伝子治療臨床研究のカルタヘナ審査
 3.3 遺伝子治療臨床研究に関する指針の改正
  3.3.1 遺伝子治療の定義
  3.3.2 対象疾患
  3.3.3 研究に係る試料および情報等の保管
  3.3.4 品質・安全性
4. 遺伝子治療用製品に関する法規制と指針
 4.1 遺伝子治療用製品の治験の審査体制
 4.2 治験に係るカルタヘナ審査
 4.3 医薬品医療機器法による条件・期限付承認制度
 4.4 遺伝子治療用製品に関する指針の整備
5. 遺伝子治療とカルタヘナ法
6. おわりに

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遺伝子治療用ウイルスベクターの製造
Manufacturing of Viral Vectors for Gene Therapy

高蔵晃 (タカラバイオ(株))

 遺伝子治療を実用化するためには大量のウイルスベクターを安価に供給する必要があり, 生産効率の改良とスケールアップが求められている。培養生産工程, 精製工程, 充填工程の改良は勿論のこと, ウイルスベクター構造の至適化も必要である。個々のウイルスベクターの特性に合わせて行った種々の検討結果を紹介する。

【目次】
1. 諸言
2. ウイルスベクター製造の概要
 2.1 種ウイルスを細胞に感染させてウイルスベクターを増幅する方法
 2.2 ウイルスベクターを産生する細胞を拡大培養してウイルスベクターを生産する方法
 2.3 ウイルス粒子を形成させるために必要な遺伝子群を搭載したプラスミドDNAを細胞にトランスフェクションして,ウイルスベクターを生産する方法
 2.4 ウイルスの精製工程
3. ウイルスベクター製造の課題
4. 課題解決のための方策
 4.1 ウイルスベクター構造
 4.2 トランスフェクション
 4.3 多段式フラスコ
 4.4 バッグ培養
 4.5 抽出バッファー
 4.6 クロマトグラフィーによる精製
5. まとめと今後の課題

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小児神経疾患の遺伝子治療
Gene Therapy for Child Neurological Diseases

山形崇倫 (自治医科大学)
村松慎一 (自治医科大学)

 小児神経疾患に対し, アデノ随伴ウイルスベクターを用いたCanavan病など, レンチウイルスベクターを用いた副腎白質ジストロフィーなど, antisense oligonucleotide を用いた Duchenne 型筋ジストロフィーなどに臨床研究として遺伝子治療が実施された。日本でも, AADC 欠損症に実施した。ライソゾーム病など, 多くの疾患で遺伝子治療の開発研究が進んでいる。

【目次】
1. はじめに
2. 小児神経疾患に対する遺伝子治療法開発の国際的な状況
3. 遺伝子治療が臨床応用された疾患
 3.1 Canavan病
 3.2 若年型神経セロイドリポフスチン症
 3.3 アミノ酸脱炭酸酵素欠損症(AADC欠損症)
 3.4 副腎白質ジストロフィー
 3.5 異染性白質ジストロフィー
 3.6 神経筋疾患に対する antisense oligonucleotide を用いた遺伝子治療
4. 日本における小児神経疾患への遺伝子治療
5. 小児神経疾患に対し開発中の遺伝子治療
6. おわりに

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悪性腫瘍のウイルス療法:遺伝子改変ウイルス製剤の開発動向
Oncolytic Virotherapy:Clinical Development of Genetically Engineered Viral Agents

藤原俊義 (岡山大学大学院)

 ウイルスは本来ヒトの細胞に感染, 増殖し, その細胞を様々な機序により破壊する。この増殖能に遺伝子工学的に選択性を付加することで, ウイルスをがん細胞のみを傷害する治療用医薬品とすることが可能となる。本稿では, 従来のがん治療とは異なる新たな戦略として開発されている遺伝子改変ウイルス製剤の臨床応用について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 腫瘍選択性の分子機構
 2.1 アデノウイルス
 2.2 単純ヘルペスウイルス
 2.3 レオウイルス
 2.4 ワクシニアウイルス
3.世界での腫瘍融解ウイルスの開発状況
 3.1 Onyx-015, H101(Oncorine)
 3.2 G207, NV1020
 3.3 Talimogene laherparepvec (T-Vec, OncoVEX)
 3.4 Reolysin
 3.5 Pexa-Vec (Pexastimogene devacirepvec, JX-594)
4.我が国における腫瘍融解ウイルスの開発状況
 4.1 G47Δ
 4.2 HF10 (TBI-1401)
 4.3 Telomelysin (OBP-301)
5. おわりに

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遺伝性疾患に対する遺伝子治療
Gene Therapy for Genetic Diseases

小野寺雅史 (国立成育医療研究センター研究所)

 遺伝病が遺伝子の異常により発症することを考えれば, 治療として遺伝子を用いる遺伝子治療は遺伝病の理に叶った治療法と言える。ただ, 開始より20余年経った今, 遺伝子治療は画期的なゲノム編集技術により究極の治療法である変異遺伝子そのものを修復する治療法に姿を変えつつある。今後は, 倫理性を含め, 広い範囲での論議が必要となってくる。

【目次】
1. はじめに
2. これまでの遺伝子治療の概要
3. 実際の造血幹細胞遺伝子治療
 3.1 ADA欠損症
 3.2 X-SCID
 3.3 ウィスコット・アルドリッチ症候群 (WAS)
 3.4 慢性肉芽腫症 (CGD)
 3.5 副腎白質ジストロフィー (ALD)
 3.6 異染性白質ジストロフィー (MLD)
4. ゲノム編集による遺伝子治療
5. おわりに

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悪性リンパ腫の遺伝子治療 : キメラ抗原受容体(CAR)発現Tリンパ球を用いた養子免疫遺伝子療法
Gene Therapy for Malignant Lymphoma:Adoptive Immuno-gene Therapy using Chimeric Antigen Receptor(CAR)-expressing T Lymphocytes

小澤敬也 (東京大学医科学研究所)

 悪性リンパ腫に対する遺伝子治療として, CD19特異的キメラ抗原受容体(CAR)を発現させたTリンパ球を用いる養子免疫遺伝子療法が注目されている。B細胞性腫瘍に対してこの遺伝子治療の臨床試験が欧米で活発に実施されており, 特に難治性急性リンパ性白血病で優れた治療成績が報告されている。

【目次】
1. はじめに
2. CAR遺伝子治療のコンセプト
3. B細胞性白血病に対するCAR遺伝子治療の臨床試験
4. B細胞性非ホジキンリンパ腫に対するCAR遺伝子治療の臨床開発
5. おわりに

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網膜色素変性の遺伝子治療
Gene Therapy for Retinitis Pigmentosa

池田康博 (九州大学病院)

 欧米ではレーバー先天盲などの遺伝性網膜変性疾患に対する遺伝子治療が既に臨床応用され, 一定の安全性と治療効果が明らかとなっている。国内では九州大学病院で, 網膜色素変性に対する視細胞保護遺伝子治療の臨床研究が2013年3月よりスタートした。さらに, 薬事承認を目的とした医師主導治験(Phase I/ IIa)の準備が進められている。

【目次】
1. はじめに
2. 眼科領域の遺伝子治療
 2.1 加齢黄斑変性(AMD)に対する遺伝子治療
 2.2 レーバー先天盲(LCA)に対する遺伝子治療
 2.3 コロイデレミアに対する遺伝子治療
 2.4 網膜色素変性(RP)
 2.5 網膜色素変性(RP)に対する遺伝子治療
3. おわりに

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BIO R&D

機能性オリゴDNAの経口投与を可能にする「DNAナノカプセル」の開発

下里剛士 (信州大学)

 オリゴDNAは, 抗アレルギー, 抗腫瘍, 抗炎症性作用といった様々な機能性に関する研究が国内外で盛んに行われている。本稿では, カルシウム性ナノ粒子をキャリアーとする「DNA ナノカプセル」について紹介する。また, 免疫抑制型オリゴDNAナノカプセルの経口投与により得られた抗アレルギー効果について解説する。

【目次】
1. 機能性オリゴDNAとは?
2. “食べる”機能性オリゴDNAの着想
3. DNAナノカプセルの開発
4. 機能性ODNの経口デリバリーシステムと全身免疫系の制御
5. 免疫抑制型DNAナノカプセルの経口投与とアトピー予防
6. おわりに

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BIO BUSINESS

非侵襲的検査の市場動向
Market Trends in Non-invasive Clinical Examination

槻木恵一 (神奈川歯科大学大学院)

【目次】
1. 現在の医療状況からみた非侵襲的検査の重要性
2. 非侵襲的検査の市場
3. 非侵襲的検査の分類
4. 非侵襲的検体検査の最前線
5. まとめ

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4,950円
【特集】エラスチンの機能性―食品・美容・医療への応用―

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弾性線維の形成過程
The Process of Elastic Fiber Formation

敦賀英知 (弘前大学)

 弾性線維は弾性系線維(elastic system fibers)に分類される。この系(システム)の理解は弾性線維の形成機構を理解することに他ならない。弾性系線維の構成要素は微細線維(ミクロフィブリル)とエラスチンで, 弾性線維は少量の微細線維と多量のエラスチンにより構成される。最初に足場となる微細線維が形成され, そこにエラスチンが沈着し弾性線維が成長していく。

【目次】
1. はじめに ―弾性系線維について―
2. 弾性系線維
2.1 弾性系線維の分類
2.2 弾性系線維の形態
3. 弾性系線維の構成要素
3.1 微細線維
3.2 エラスチン
4. 弾性線維の形成過程
5. おわりに

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エラスチンの光老化と糖化
Photoaging and Glycation of Elastin

米井嘉一 (同志社大学)

 皮膚老化を増悪させる因子として光老化(酸化ストレス)と糖化ストレスが挙げられる。皮膚の弾性線維エラスチンに対する光老化と糖化ストレスの影響について概略を述べた。In vitro タンパク質糖化反応モデルを用いたエラスチン由来の糖化最終生成物(AGEs)に関する実験成績, 皮膚におけるAGEs蛍光強度と弾性力の臨床成績を示した。

【目次】
1. はじめに
2. 光老化とエラスチン
3. 糖化ストレス
4. 糖化ストレスの皮膚への影響
5. エラスチンの糖化
6. 皮膚AGEs蓄積量の加齢変化
7. 皮膚弾力性の年齢変化
8. おわりに

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エラスチンペプチド摂取後のヒト血液からの食事由来ペプチド検出
Identification of Food-derived Peptide in Human Blood after Oral Ingestion of Elastin Hydrolysate

重村泰毅 (東京家政大学)

 エラスチンペプチドは健康食品素材として注目されている。一方で, 摂取後どのような形でペプチドが体内に吸収されるかは明らかにされていない。そこで筆者らは, ヒト血中から摂取物由来ペプチドの検索を行った。手法としては, プレカラム誘導化を導入したHPLCによって血中のペプチドを分離後, プロテインシーケンサーやMSによる配列同定を試みた。その結果, エラスチンペプチド摂取後のヒト血液から高濃度のPro-Glyが検出された。

【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンペプチド摂取後のヒト血液からの食事由来ペプチド検出
3. PITC誘導化法を導入したエラスチンペプチド摂取後の血中食事由来ペプチドの検索
4. AccQ誘導化法を導入したLC-MS/MSによる血中食事由来エラスチンペプチドの検索検出法
5. 年齢別被験者の血中食事由来エラスチンペプチド動態
6. おわりに

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カツオエラスチンの製造技術と機能性
Production Technique of‘ Bonito Elastin’ and Its Health Function

白土絵理 (林兼産業(株))

 エラスチンは組織・臓器へ弾性を与える重要なタンパク質であり, 基礎から応用まで様々な研究が進められている。しかし, 魚類由来エラスチンに関しては研究例が少ない。その中で我々は, カツオ動脈球から産業規模でのエラスチンペプチド「カツオエラスチン」の製造に成功し, 食品素材としての機能性を追求している。

【目次】
1. はじめに
2. 魚類エラスチンの探索と製造
3. カツオエラスチンの機能性
4. まとめ

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エラスチン・エラスターゼに着目した抗シワ研究
Anti-wrinkle Study Focusing on the Regulation of Elastin and Elastase

塚原和枝 (花王(株))
笠松慎也 (花王(株))
武谷真由美 (花王(株))
八谷輝 (花王(株))

 加齢に伴い顔面皮膚に顕在化するシワは, グローバルでも共通の肌悩みであることが知られている。我々は真皮を構成する様々な因子の中でも, 存在量は非常に少ないものの, 皮膚の弾力性に最も関係があると考えられているエラスチンに着目し, 長年にわたって抗シワ技術の確立に取り組んできた。今回はその研究概要を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 皮膚弾力性とエラスチン線維との関係
3. 線維芽細胞エラスターゼ(NEP)の阻害によるシワ形成抑制作用
4. NEP 阻害活性の増強によるシワ形成抑制作用
5. 光老化関連因子の探索
6. MFAP-4のエラスチン線維形成における役割
7. MFAP-4産生促進素材の探索
8. MFAP-4の産生促進によるシワ改善作用
9. おわりに

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高血圧性血管障害に対するエラスチンペプチドの予防効果
Prophylactic Effects of Elastin Peptide on Hypertensive Vascular Injury

伊藤浩行 (近畿大学)

 古くよりエラスチンペプチドには血管拡張や走化性などいくつかの生理活性が認められているが, in vivo におけるエビデンスは極わずかである。高血圧は動脈硬化症の最大のリスクファクターであることから, 高血圧性血管障害に及ぼす魚類由来エラスチンペプチドの影響を高血圧モデル動物を用いて検索したところ, 内皮細胞傷害の発生や血管拡張能の低下など高血圧に基因する動脈障害に対する抑制効果が認められた。これらの結果は, エラスチンペプチドが加齢に伴う高血圧や動脈硬化の発症に抑制的に作用する可能性を示唆している。

【目次】
1. はじめに
2. 高血圧性動脈病変の発生機序
2.1 大動脈におけるエラスチンの減少
2.2 動脈内皮細胞の傷害
3. 高血圧性動脈病変に及ぼすエラスチンペプチドの影響
3.1 カツオ動脈球由来エラスチンペプチドの影響
3.2 Prolyl glycine(PG) の影響
3.3 考察
4. おわりに

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エラスチンの医療材料への応用
Application of Elastin-based Biomaterials

宮本啓一 (三重大学)

 血管や靭帯等の伸縮性組織ではエラスチン比率が高く, 組織内の細胞は一定方向に配向した状態で存在し, 血管では拍動運動, 膝靭帯ではねじり運動等の伸縮刺激を受ける。本稿では医療材料として, こうした動的刺激の中で細胞の配向や分化・脱分化をコントロールする組織工学用材料としてのエラスチンの応用について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 生体組織を形成する細胞外マトリックス素材
3. 細胞培養のための伸縮性足場材料への応用
4. 生体組織構造・機能を模倣する再生誘導型人工血管
5. 生体組織構造・機能を模倣する再生誘導型人工靭帯
6. おわりに

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BIO R&D

ヒトI型コラーゲンタイプRCP,cellnest の開発,利用事例について
“cellnest” Recombinant Peptide based on Human Type I Collagen, Its Development and Application Examples

佐々木翼 (富士フイルム(株))

 我々は, 再生医療用のリコンビナントマトリックス素材cellnestを開発, 発売した。その構造はヒトI型コラーゲンをベースとし, 免疫原性低減, 細胞接着性向上を意図して, 独自にデザインしたものである。その開発の経緯, 実際に動物実験に使用した例を紹介する。

【目次】
1. 開発の経緯
2. ヒトI型コラーゲンタイプRCP, cellnestの構造, 特徴について
3. ヒトI型コラーゲンタイプRCPの利用事例について
3.1 頭蓋骨再生
3.2 セルザイク
4. おわりに

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BIO BUSINESS

化粧品の市場動向
Market Trends of Cosmetics

 2013年の化粧品の出荷実績は出荷個数27億3,854万個(前年比100.9%), 出荷金額1兆4,270億円(前年比101.6%)となった。2011年の東日本大震災以降, 一時的に消費の冷え込みに陥った化粧品業界だが, 2012年, 2013年と景気の上向きから高価格帯商品を中心に需要の回復がみられ, 2年連続のプラス成長となった。
 改正薬事法施行により製造のアウトソーシングが容易になったこと, 化学, 製薬, 食品メーカーといった異業種の新規参入が活発化していること, 新製品増加による化粧品ブランドの開発業務の外注化などの要因で, 化粧品受託製造市場が年々市場規模を拡大し, 受託製造メーカーは「下請け」から「パートナー」へと変貌を遂げている。
 国内市場が成熟化する一方, 中国をはじめとするASEANなどアジア地域では中間所得層の拡大から市場が広がっている。「メイドインジャパン」をキーワードに中~高所得者を主要ターゲットとしてアジア進出を進めてきた日本の化粧品メーカーの前には現地法規制やマス市場開拓の遅れといった難題が降りかかり, アジア戦略の岐路に立たされている。

【目次】
1. 需給動向
2. 輸出入動向
3. 化粧品業界の動向
3.1 化粧品受託製造の市場拡大
3.2 UVA防止効果表示の変更
3.3 メーカーの開発動向
4. 岐路を迎えた海外戦略
4.1 中国市場の動向
4.2 日本メーカーの取り組み
4,950円
【特集】おいしさを知る・引き出す科学

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特集にあたって
Introduction

山本隆 (畿央大学)

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おいしく感じるしくみ ―味覚の受容と脳内情報処理―
Peripheral and Central Mechanisms of Palatability

山本隆 (畿央大学)

 飲食時に生じる各種の感覚情報は大脳皮質前頭葉の眼窩前頭皮質で統合され, 快と判断されれば, すなわちおいしいということになる。情報は報酬系や扁桃体にも送られ, β-エンドルフィン, ドーパミン, オレキシンなどの脳内物質が連鎖的に働き, 快感, 摂取欲, 摂取行動が亢進する。過剰な脳内物質の放出はやみつきを生じる。

【目次】
1. おいしさとは?
2. おいしさを出す感覚性要因
3. 本能としてのおいしさと学習によるおいしさ
4. おいしさの種々相
5. おいしさとコク
6. 味覚末梢受容機構
7. 味覚の中枢経路と味覚情報処理
8. 脳内物質によるおいしさと食行動の発現
9. おいしさとやみつき

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食事に起因する味嗜好性の変化
Changes in Taste Palatability induced by Eating Experience

成川真隆 (東京大学大学院)
三坂巧 (東京大学大学院)

 ヒトは生まれつきおいしい味を好む。しかし一方で, 食べ物に対する好き嫌いは生理状態や年齢, 食経験により大きく変化する。本稿では食事に起因して生じる味嗜好性の変化0について, 筆者らが得た最近の知見を含め概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 本能的な味の嗜好性
3. 食経験による嗜好性の変化
4. 食経験による脳内分子の発現変動
5. 母親から子に伝えられる味の記憶
6. 栄養状態に起因した嗜好性変化
7. おわりに

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培養細胞評価系を用いた食味評価
Evaluation of Taste Using Cell-Based Assay

櫻井敬展 (日清食品ホールディングス(株))
阿部啓子 (東京大学大学院)

 分子生物学的手法の進展により味覚受容機構が明らかになりつつある。味覚受容体の発見により構築された味覚受容体発現培養細胞評価系は, ヒトの味覚を反映した新たな食味の評価手法として注目を集めている。本稿では, 呈味増強・抑制素材の探索に焦点を当て, 近年の研究成果を交えつつ解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 味覚の受容体
3. 味覚受容体発現培養細胞を用いた味物質評価系
4. 味覚受容体発現培養細胞評価系を用いた呈味調節素材の探索
5. おわりに

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テクスチャーを改変しておいしく
Texture Modification of Food

舟木淳子 (福岡女子大学)

 テクスチャーはおいしさを感じる上で重要な役割を果たしていると考えられる。よりおいしく, 食べやすくするため, 様々なテクスチャーの食品が求められている。本稿では, テクスチャー改変の例として, 酵素を用いた豆腐のテクスチャー改変を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. テクスチャーとは
3. テクスチャーの重要性
4. テクスチャー改変の研究例
4.1 豆腐中の大豆イソフラボンのアグリコン化
4.2 豆腐のテクスチャー改変
4.3 プロテアーゼ処理豆腐の利用
5. おわりに

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水溶性多糖が旨味の後味に与える影響
Effects of Water Soluble Polysaccharide on Umami Aftertaste

今村美穂 (キッコーマン(株))

 後味は, 食品を飲み込んだ後も持続する味を意味し, 食品の嗜好性や選択性に影響する。我々は, 和食の品質に重要な旨味の後味に着目し, つゆをモデルに, しょうゆ中の水溶性多糖がこれを抑制することを明らかにした。本稿では, 本研究およびしょうゆが美味しさを損ねることなく, 約30%食塩摂取を低減できることを示した研究について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. つゆの旨味の後味に関与する成分の研究
2.1 しょうゆとだしと旨味の後味
2.2 つゆの旨味の後味を抑制するしょうゆ中の高分子成分
2.3 つゆの旨味の後味を抑制するしょうゆ中の水溶性多糖
2.4 しょうゆ中の水溶性多糖
2.5 多糖が食品の品質に与える影響
3. しょうゆによる食品の減塩効果
3.1 しょうゆによる美味しさの保持と減塩
3.2 しょうゆの減塩効果の普遍性
4. おわりに

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食肉のおいしさと「こく」
Palatability and“ Koku Attributes” of Meats

西村敏英 (日本獣医生命科学大学)
江草愛 (日本獣医生命科学大学)

 食肉は, 美味な食品の一つであり, 老若男女を問わず食されている。食肉は, 一般的に, 適度に軟らかく, ジューシーであると同時に, うま味が強くて, 動物種の特徴ある香りと調理したときの肉様の香りが感じられるものが好まれる。このようなおいしさは, と殺直後の筋肉には認められず, 筋肉を一定期間低温で貯蔵する熟成処理によりもたらされることはよく知られている。最近, 食べ物のおいしさに寄与する要因として, 「こく」の重要性がわかってきた。本稿では, 食べ物のおいしさに寄与する「こく」を解説すると同時に, 食肉のおいしさにおける「こく」とは何かを解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 食べ物のおいしさを決める要因
3. 「こく」の定義
4. 「こく」付与物質とその分類
4.1 味に関する「こく」付与物質
4.1.1 「こく」付与呈味物質
4.1.2 「こく」付与味修飾物質
4.2 香りに関する「こく」付与物質
4.2.1 「こく」付与香気物質
4.2.2 「こく」付与香気修飾物質
4.3 食感に関わる「こく」付与物質(「こく」付与物理刺激物質)
5. 食肉のおいしさと「こく」
5.1 食肉のおいしさ
5.2 食肉のおいしさを引き出す熟成
5.3 食肉のおいしさに関わる「こく」とは
6. まとめ

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嗅覚刺激を利用したおいしさ増強技術
Taste Enhancement by Olfaction

下田満哉 (九州大学)

 本稿では, 匂いがないはずの呈味液の味覚応答に嗅覚が関与している可能性について述べた。味覚が嗅覚を誘導するのは, 長年の学習効果に依存すると考え得る。その結果, 嗅覚により味覚応答の増強が起こると考えた。セロリの匂いによる「こく味」増強や醤油の匂いによる「塩味」や「うま味」の増強では, 呈味質と関連の深い匂いによる味覚の増強が惹起された。

【目次】
1. はじめに
2. 呈味物質は匂いを伴うのか (Do Tastants Have a Smell? )
3. セロリの香りは「こく味」を増強する
4. 醤油の香りは塩味を増強する
5. まとめ

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BIO BUSINESS

Point of Care(POC)遺伝子検査技術の開発動向
The Development Trend of POC Genetic Testing Technology

佐野創太郎 ((株)カネカ)
宮本重彦 ((株)カネカ)

 遺伝子検査は検出感度に優れた検査法であるが, 専用の大型装置や煩雑な操作を必要とするため, 診療所や検疫所などの小規模施設への普及が妨げられていた。この問題の解決のため, 遺伝子検査の簡便・迅速化技術の開発が進められており, 本稿ではその内容に関して紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 検体前処理技術
2.1 溶解処理
2.2 精製処理(バインド・エリュート法)
2.3 核酸迅速抽出法
3. 核酸増幅法
3.1 PCR法
3.2 等温核酸増幅法
3.3 コンタミネーションリスクの抑制
4. 増幅核酸検出技術
4.1 蛍光検出法
4.2 目視検出法
4.3 ラテラルフロー型チップ
5. おわりに
4,950円
【特集】第二世代バイオエタノール製造の技術開発

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特集にあたって
Foreword for the Special Issue of 2nd Generation Bioethanol

横山伸也 (公立鳥取環境大学)

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第二世代バイオエタノール製造の技術概要
Overview of the 2nd Generation Bioethanol Production Technology

徳田憲昭 ((一財)エネルギー総合工学研究所)

 本稿は新エネルギー・産業技術総合開発機構主導のもと, 2008~2012年度の期間において実施された「バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業/加速的先導技術開発」の事業概要について述べる。当該事業は「バイオ燃料技術革新計画」で掲げられた第二世代バイオエタノール製造技術の開発ベンチマークの達成を目指して行われた。

【目次】
1. はじめに
2. バイオ燃料技術革新計画のベンチマーク
3. 第二世代バイオエタノール製造の技術概要
4. バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業の実施内容


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高速発酵細菌の利用による木質バイオマスの高効率同時糖化並行発酵
Development of Bioethanol Production Process from Woody Biomass based on Highly Efficient Microwave Solvolysis and Ethanologenic Bacteria

簗瀬英司 (鳥取大学)
渡辺隆司 (京都大学)

 セルロース系バイオエタノールのグローバルな商業展開を目指し, 熱帯早生樹であるユーカリ材を原料として超低コストなマイクロ波照射前処理工程と機能強化したC5・C6糖高速発酵細菌を用いる同時糖化並行発酵工程を組み合わせた木質系バイオエタノール一貫製造プロセスを開発し, ベンチプラントにて実証した。

【目次】
1. はじめに
2. 同時糖化並行発酵に最適な発酵細菌の代謝工学的育種
2.1 Zymomonas mobilisの発酵特性
2.2 C5・C6糖並行発酵細菌
2.2.1 キシロース並行発酵性の賦与
2.2.2 マンノース並行発酵性の賦与
2.3 実用的C5・C6同時並行発酵細菌の育種
2.4 セルロース糖化発酵性の賦与
3. 高速発酵細菌とマイクロ波を用いた木質バイオマスからのバイオエタノール実証生産
3.1 マイクロ波照射前処理工程
3.2 SSCF工程
3.3 ベンチプラント実証試験
4. 今後の課題


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セルロース系バイオマスの糖化酵素の技術開発
Development of Saccharifying Enzyme for Cellulosic Biomass

森川康 (長岡技術科学大学 ; (一財)バイオインダストリー協会)

 NEDO PJ「酵素糖化・効率的発酵に資する基盤研究」の成果を, 糖化酵素およびそれに密接に関連する高効率糖化に関してまとめた。界面活性剤の効果, グルコース阻害の重要性および各前処理バイオマスに応じた成分酵素の重要性を明らかにし, T. reesei PC-3-7株からBGLおよびXYNの二重強化株を構築し, その糖化酵素JN24Hで酵素使用量を1.8mg/g-バイオマスまで低減させた。

【目次】
1. はじめに
1.1 糖化酵素(セルラーゼとヘミセルラーゼ)
1.2 酵素使用量低減の課題
1.2.1 高効率糖化
1.2.2 高機能糖化酵素
2. 酵素糖化の解析
2.1 界面活性剤による糖化酵素使用量の低減
2.2 糖化時の生成物阻害
2.3 前処理バイオマスに応じた糖化酵素
3. 高機能糖化酵素の構築
3.1 BGLの強化
3.2 XYN IIIの強化
4. まとめと今後の展望


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CBPによるバイオエタノール生産技術の開発
Development of the Production Process of Bioethanol using CBP

猪熊健太郎 (神戸大学)
蓮沼誠久 (神戸大学)
近藤昭彦 (神戸大学)

 リグノセルロース系バイオマスから液体燃料や化学品を効率的に生産するために鍵となる統合型バイオプロセス (Consolidated bioprocessing : CBP) の構築と, CBPに資するアーミング酵母の開発や酵母の発酵阻害物耐性の強化など, 最先端の技術動向を概説する。

【目次】
1. はじめに
2. リグノセルロース系バイオマス利用の課題
3. セルロース・ヘミセルロース分解能の付与とその強化
4. キシロース(C5糖)資化能の付与
5. 発酵阻害物耐性
6. マーカーリサイクルシステムを用いた多機能酵母の構築
7. 今後の展望


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Well to Tank での事業モデル構築の検討概要
Building Bioethanol Production Business Model and Its Well to Tank Evaluation

森山亮 ((一財)エネルギー総合工学研究所)
玄地裕 (国立研究開発法人 産業技術総合研究所)

 本検討では原料生産, 輸送, エタノール転換, 日本までの製品輸送といったWell to Tankでの各工程を想定した実用化事業モデルを構築した。また, バイオ燃料事業実施者が「技術革新ケース」の開発ベンチマーク達成度を評価できる温室効果ガス(GHG)排出量計算ツールや事業モデル簡易評価ツールを整備した。

【目次】
1. 総合調査研究の概要
2. 実用化事業モデルの構築
2.1 前提条件
2.2 原料生産作業工程の設定,原料コストおよびGHG排出量の試算
2.3 エタノール転換
2.4 製品輸送手段の設定,輸送コストおよびGHG排出量の試算
3. GHG排出量計算ツール
3.1 評価範囲と機能単位
3.2 入力方法
3.2.1 地域
3.2.2 原料および原料栽培
3.2.3 原料輸送
3.2.4 原料変換
3.2.5 製品輸送
4. 事業モデル簡易評価ツール
5. 成果の活用


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≪BIO R&D≫

アルツハイマー病の治療薬としてのメチレンブルーの有効性:
アルツハイマー病の病態モデルマウスを用いた検討
Methylene Blue Modulates β-Secretase, Reverses Cerebral
Amyloidosis, and Improves Cognition in Transgenic Mice

森隆 (埼玉医科大学)

 塩基性染料の一種であるメチレンブルーを, アルツハイマー病の病態モデルマウス(PSAPP マウス)に15ヵ月齢から3ヵ月間経口投与(3 mg/kg/day)すると, アルツハイマー病様の病態が軽減した。本稿では, メチレンブルーの行動・認知機能障害の改善効果, 続いてアミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果を紹介する。さらに, メチレンブルーの病態を軽減する効果のメカニズムについても記載する。メチレンブルーの新たな病態改善薬としての可能性が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. メチレンブルーの概要
3. 行動・認知機能障害の改善効果
4. アミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果
5. 将来展望


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乳酸菌だけじゃない !
酢酸菌でアレルギー症状の改善に挑む !
Anti-pollen Disease, Anti-allergy Ingredient Containing Acetic Acid Bacterial LPS as an Active Ingredient

平松直人 ((株)東洋発酵)

 日本における全人口の約半数がアトピー性皮膚炎や花粉症などのアレルギー疾患に苦しんでいるといわれており, それに伴う労働損失額も数千億円にのぼると試算されている。本稿では, 自然免疫応答を誘導するLPS(リポポリサッカライド)を食品素材へと応用した「酢酸菌由来LPS」によるアレルギー症状の抑制効果について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 酢酸菌由来LPS
2.1 LPS
2.2 酢酸菌
3. 酢酸菌由来LPSの機能性
3.1 マクロファージ様細胞を用いた貪食活性およびNO産生能についての評価
3.2 花粉症抑制効果についての評価
3.3 皮膚アレルギーに対する抑制効果の評価
4. 本素材の応用例
5. おわりに


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BIO BUSINESS

生薬の流通の現状と今後の課題
Current Situation of Crude Drugs and Future Subjects

浅間宏志 (日本漢方生薬製剤協会 ; (株)ウチダ和漢薬)

【目次】
1. 生薬流通の現状
1.1 はじめに
1.2 使用量調査の経緯
1.3 使用量等実態
1.3.1 使用生薬の種類,使用量および生産国
1.3.2 使用量の多い生薬
1.3.3 生産国による分類
2. 今後の課題
2.1 国内での薬用作物栽培の産地化推進
2.2 中国との交流
4,950円
【特集】口腔環境と全身疾患の関係

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特集に際して
Introduction

落合邦康 (日本大学)

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口腔レンサ球菌と全身疾患
Oral Streptococci and Systemic Disease

高橋幸裕 (日本歯科大学)
田代有美子 (日本歯科大学)
古西清司 (日本歯科大学)

 口腔レンサ球菌は口腔常在菌叢において最も優勢な細菌群である。本総説では, 口腔レンサ球菌と全身疾患との関連性, 特に歯性菌血症と感染性心内膜炎について概説する。さらに, 口腔レンサ球菌のシアル酸結合性アドヘジン(Hsa)について, 感染性心内膜炎の動物実験の結果などの知見を交えて, Hsaの機能とその病原性について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 口腔感染症と全身疾患
3. 口腔レンサ球菌と全身疾患
3.1 歯性菌血症
3.2 感染性心内膜炎
4. 感染性心内膜炎における口腔レンサ球菌の病原因子
4.1 口腔レンサ球菌Hsa アドヘジンの構造と機能
4.2 口腔レンサ球菌Hsa アドヘジンの分子生物学的役割
4.3 感染性心内膜炎における病原性
5. おわりに

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口腔内細菌と誤嚥性肺炎および人工呼吸器関連肺炎
Oral Microbiota Connected with Aspiration and Ventilator Associated Pneumonia

山下喜久 (九州大学)

 健常者の肺炎発症には特定の病原細菌が関連するが, 健康状態が必ずしも良好でない高齢者では, 普段は特に病原性が問題にならない常在細菌が健康に影響を及ぼす。口腔ケアが高齢者の肺炎予防に有効であるとの概念もこのような考えに立っている。本稿では, 口腔のケアを手段と目的に沿って4つに分類して, 高齢者に多い誤嚥性肺炎と人工呼吸器関連肺炎の予防に必要な口腔ケアについて考察した。

【目次】
1. はじめに
2. 肺炎と口腔細菌
2.1 誤嚥性肺炎
2.2 人工呼吸器関連肺炎
2.3 高齢者の肺炎と口腔細菌
3. 誤嚥性肺炎および人工呼吸器関連肺炎に対する口腔ケアの予防効果
3.1 口腔ケア
3.2 口腔ケアと肺炎の予防
4. おわりに

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口腔内細菌と自己免疫疾患
Oral Bacteria and Autoimmune Diseases

菊池賢 (東京女子医科大学)

 原発性胆汁性肝硬変(primary biliary cirrhosis : PBC)は更年期以降の中年女性に好発する原因不明の自己免疫疾患である。その自己抗体のエピトープは pyruvate dehydrogenasecomplex E2 component(PDC-E2) であるが, 分子相同性(molecular mimic)の原因微生物は未だに明らかになっていない。筆者らは, PBCの発症に Streptococcus intermedius が関与することを見出した。本菌をマウスに投与すると, PBCに酷似した小胆管周囲の慢性非化膿性炎症が起こることがわかった。このマウスのT細胞をヌードマウスに移植することで同様の小胆管周囲の慢性非化膿性炎症が再現された。近年, 核膜タンパク質gp210に対する自己抗体がPBC進行に寄与することが明らかになっているが, このエピトープが本菌の histone-like protein に保存されていた。本稿ではこれまでに取り組んできたPBCと S. intermedius の関係について, 紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. Streptococcus intermedius とはどのような細菌なのか
3. 原発性胆汁性肝硬変とはどのような疾患か
4. ヒトPBC病変と S. intermedius の関係
5. おわりに

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口腔内細菌とインフルエンザ
Relationship between Oral Bacteria and Influenza Virus

神尾宜昌 (日本大学)
今井健一 (日本大学)
落合邦康 (日本大学)

 最近, 筆者らは口腔内細菌が産生するノイラミニダーゼがインフルエンザウイルス感染を促進し, 抗インフルエンザ薬の効果を低下させる可能性を明らかにした。本稿では, この研究成果を中心に, 専門的口腔ケアがインフルエンザ対策において有効な手段であることを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. インフルエンザウイルスの分類と構造
3. インフルエンザによるパンデミック
4. インフルエンザウイルスのライフサイクル
5. インフルエンザと細菌感染
6. 口腔内細菌がインフルエンザウイルスの放出に及ぼす影響
7. 口腔内細菌が抗インフルエンザ薬の効果に及ぼす影響
8. 口腔ケアがインフルエンザ発症に及ぼす影響
9. おわりに

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口腔感染症とウイルス疾患
Microbial Interaction between Oral Bacteria and Viruses

今井健一 (日本大学)
落合邦康 (日本大学)

 ウイルス性肝炎やエイズに加え, 新型インフルエンザやデング熱, さらにはエボラ出血熱など新たなウイルス感染症が世界的な脅威となるばかりでなく, 我が国においても大きな問題となっている。歯周病と様々な全身疾患との関連性が明らかとなる中, 筆者らは, 歯周病原菌が大量に産生する“酪酸”が, エピジェネティック制御を介して潜伏感染HIVやEBVを再活性化することを見出し, 歯周病がウイルス感染症の進展にも広く影響を及ぼしている可能性を示した。また, これまで細菌感染症と考えられてきた歯周病の発症においても, 細菌とウイルスの負の連鎖が重要な役割を担っていることが明らかになりつつある。病原性発現における「細菌-ウイルスの微生物間相互作用」という新たな視点に立った感染症の病態の理解が新しい治療と予防法の開発につながると期待される。

【目次】
1. はじめに
2. HIVとEBVの潜伏感染
3. エピジェネティック制御によるウイルス潜伏感染維持機構
4. 歯周病原菌による潜伏感染HIVの再活性化
5. 歯周病によるエイズ進展の可能性
6. 腸管と女性生殖器に常在する酪酸産生菌による潜伏HIV再活性化
7. 酪酸によるHIV活性化メカニズム
8. 歯周病の発症と進展における細菌-ウイルスの相互作用
9. おわりに

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口腔微生物とがん
Oral Microorganisms and Cancer

宮崎裕司 (明海大学)
菊池建太郎 (明海大学)
草間薫 (明海大学)

 口腔内には多数の常在菌やウイルスが存在するが, それらの関与により様々な疾患が引き起こされることがこれまでの研究によって示されている。本稿では, 口腔内微生物, 特に歯周病原性細菌やウイルスと発がん・がん進展との関連を中心に述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 歯周病原性細菌とがん
2.1 歯周病原性細菌が産生する短鎖脂肪酸
2.2 酪酸と口腔がん進展
2.3 歯周病と他臓器のがん
3. う蝕とがん
4. 他の口腔内微生物とがん
5. おわりに

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歯周病とメタボリックシンドロームとの関連性
Association between Periodontitis and Metabolic Syndrome

前野正夫 (日本大学)
森田十誉子 ((公財)ライオン歯科衛生研究所)

 近年, 歯周病とメタボリックシンドロームの各指標(肥満, 高血圧, 高血糖, 血中の脂質異常)とは密接に関連しており, 深い歯周ポケットを有する人は将来メタボリックシンドロームの発症リスクが高いことが疫学研究によって示された。本稿では, 筆者らが行った疫学研究結果を基に歯周病とメタボリックシンドロームとの関連性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 歯周病
2.1 歯周組織の正常と異常
2.2 歯周病とは
2.3 細菌感染に対する生体防御のしくみ
2.4 歯周病が原因で歯が抜ける現象も生体防御のしくみなのか?
3. メタボリックシンドローム
4. 歯周病とメタボリックシンドローム
4.1 歯周病とメタボとの関連性を探る疫学研究
4.2 歯周ポケット保有とメタボ指標との関連性
4.3 歯周ポケット保有者は将来メタボになりやすいのか?
4.4 歯周病とメタボの関連性
5. おわりに

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歯周病と糖尿病
Periodontitis and Diabetes Mellitus

山下明子 (九州大学病院)
西村英紀 (九州大学大学院)

 歯周病は糖尿病の第6の合併症と言われている。近年, 重度歯周病が全身性に軽微な炎症を惹起し, 糖尿病そのものの病態に影響を及ぼすことが明らかになった。本稿では, 歯周病治療介入が糖尿病へ及ぼす影響を近年の疫学研究の結果を中心に紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 歯周病と糖尿病
3. HbA1cは重度歯周病によって悪化する
4. 糖尿病患者において重度歯周病で全身性に炎症が惹起される想定機序
5. 動脈硬化と歯周病
6. おわりに

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歯周病と動脈硬化
Periodontal Disease and Atherosclerosis

落合智子 (日本大学)

 近年の研究から炎症性疾患・歯周病と冠動脈疾患との関連性が報告されている。本稿では歯周病原菌で促進される動脈硬化プラーク形成における炎症性メカニズムや酸化変性メカニズムに焦点を当て解説したい。さらに粘膜ワクチンや抗炎症因子が歯周病原菌で増悪される動脈硬化を制御できるか否かを考察する。

【目次】
1. はじめに
2. 歯周病と全身疾患との関連性
3. 動脈硬化進展における歯周病原菌感染の役割
4. 血管内皮細胞の活性化
5. Toll様受容体およびNod様受容体を介した応答
6. 酸化ストレス介在性メカニズム
7. 高脂血症誘導性動脈硬化
8. 粘膜ワクチンによる動脈硬化の予防
9. 抗炎症因子を用いての動脈硬化の制御
10. おわりに

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≪BIO R&D≫

タンパク質-磁性粒子複合体の in vivo 合成と創薬への展開
Production of Magnetic Particle Displaying Functional Protein Complexes toward Drug Screening

吉野知子 (東京農工大学)
本多亨 (東京農工大学)

 医薬品の開発において, 膨大な化合物ライブラリーから標的タンパク質に結合する化合物を高効率に探索することは創薬の低コスト化, 時間短縮において重要なプロセスである。本稿では, 菌体内にマグネタイトのコアを持つ磁性粒子を生合成する磁性細菌を用いた, 効率的なタンパク質-磁性粒子複合体の生産と創薬への展開について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. マグネトソームディスプレイ技術
2.1 標的タンパク質発現制御システムの構築
2.2 磁性細菌のゲノム改変による標的タンパク質のディスプレイ量の向上
2.3 標的タンパク質のペリプラズム発現による機能向上の取り組み
3. 創薬スクリーニングに向けたタンパク質-磁性粒子複合体の創出
4. おわりに

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TOPICS

ヨーグルト中の乳酸菌を生きたまま分離する
Separation of Lactic Acid Bacteria from Fermented Milk

西野智彦 (東京工科大学)

 生きた乳酸菌を含むヨーグルトは, 希釈して遠心分離を行っても乳成分が菌体とともに沈降するため乳酸菌菌体の分離が難しい。そのことが影響するためかヨーグルト中の乳酸菌の挙動に関する研究例は少ない。本稿では, 密度勾配遠心分離法を用いてヨーグルトから生きた乳酸菌を分離する方法について説明する。

【目次】
1. はじめに
2. 密度勾配遠心分離
3. 微生物細胞の浮遊密度
4. 脱脂粉乳培地からの菌体分離
5. 培養終期における回収率の低下
6. 今後の展望
4,950円
【特集】抗菌ペプチド利用の最前線

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特集にあたって
Introduction

相沢智康(北海道大学)

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未知の生理活性ペプチドの探索方法
Screening Methods for Discovering New Bioactive Peptides

尾崎司 (山形大学)
佐々木一樹 (国立循環器病研究センター研究所)
南野直人 (国立循環器病研究センター研究所)

 生理活性ペプチドは, 前駆体タンパク質がプロセシングを受けて生成し, 機能を発揮する。近年の質量分析技術の向上, ゲノム情報の蓄積によって微量のペプチドを単離することなく同定できるようになった。本稿では, 生理活性ペプチドの探索方法について2種の新規抗菌ペプチドの発見を例に挙げて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 生理活性ペプチド探索のために有効な手法 : セクレトペプチドーム解析
3. ペプチドーム解析の鍵となる質量分析計によるペプチド同定
4. 塩基性ペプチド画分からのAMP-IBP5の発見
5. 生物種間の保存性および既知の活性ペプチドの特徴を加味した候補ペプチドの選定
6. 生菌の還元活性を指標にした抗菌活性のスクリーニング
7. AMP-IBP5 およびVGF[554-577]-NH2の抗菌活性
8. まとめ

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抗菌ペプチドの食品添加物としての利用
Use of Antibiotic Peptides as Food Additives

小磯博昭 (三栄源エフ・エフ・アイ(株))

 食品の腐敗防止に使われる抗菌ペプチド(リゾチーム, ε-ポリリジン, プロタミン, ナイシン)は, 少量で効果を示し優れた静菌剤であるが, ペプチドの種類により抗菌スペクトルや熱安定性などの性質が異なる。本稿では食品添加物として認められている抗菌ペプチドの特徴や食品での応用事例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. リゾチーム
3. ε-ポリリジン, プロタミン
4. ナイシン
5. おわりに

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米由来抗菌ペプチドの有する多様な生体防御機能
Host Defense Multi-functions of Antimicrobial Peptides from Rice Proteins

谷口正之 (新潟大学)

 抗菌ペプチドは, 従来の抗生物質に代わる感染防御剤として注目を集めている。米タンパク質由来の抗菌ペプチドを新規に同定し, それらのヒト病原微生物に対する抗菌活性とスペクトルについて解説した。また, 抗菌ペプチドの有するプロテアーゼ阻害活性, 抗炎症活性, 管腔形成促進作用などの多様な生体防御機能について紹介した。

【目次】
1. はじめに
2. 米由来抗菌ペプチドの特徴と抗菌活性
3. 抗菌ペプチドのプロテアーゼ阻害活性
4. 抗菌ペプチドの抗炎症活性
5. 抗菌ペプチドの管腔形成促進活性
6. 抗菌ペプチドの細胞毒性と溶血活性
7. まとめと今後の課題

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カブトムシディフェンシン由来抗菌ペプチドを用いた抗菌性繊維の開発
Development of Antimicrobial Fiber using Antimicrobial Peptides derived from Allomyrina dichotoma Defensin

石橋純 ((独)農業生物資源研究所)
中村允 (和歌山県工業技術センター)

 薬剤耐性菌の蔓延の問題に対処するために, 新たな抗菌性素材の開発が急務である。薬剤耐性菌に対して効果を示し, 新たな耐性菌を生み出しにくいと考えられる抗菌タンパク質は, 抗菌剤として有望である。本稿ではカブトムシディフェンシン改変ペプチドを利用した抗菌繊維の開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. カブトムシディフェンシン改変ペプチドの開発
3. 抗菌ペプチドを共有結合させた抗菌性素材
3.1 ペプチド固定化技術の応用
3.2 綿生地の改質
3.3 改変ペプチド固定化繊維の作製
3.4 改変ペプチド固定化繊維の形態変化
3.5 抗菌活性試験
4. 抗菌ペプチドの加工剤化
4.1 改変ペプチドの高分子化
4.2 加工生地の抗菌活性評価
4.3 安全性試験
5. まとめ

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抗菌ペプチドによるバイオシリカ生産技術の開発
Development of Bio-silica Formation Technology Utilizing Antimicrobial Peptides

井上高康 (富士化学(株))
松田祐介 (関西学院大学)

 ケイ酸固体化ペプチドは珪藻被殻 Silaffin などのように強い塩基性である。塩基性人工ペプチド, CDPFもやはり強いケイ酸固体化能を有する。塩基性は抗菌ペプチドと共通する特徴であるため, 抗菌性ペプチドとして知られるプロタミンのケイ酸固体化を試みた結果, 強い抗菌性は保持されたままで効果的なケイ酸固体化が確認された。

【目次】
1. はじめに
2. ペプチドによるシリカバイオミネラリゼーションについて
3. プロタミンのシリカ固体形成能と抗菌性
4. おわりに

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抗菌ペプチドをプローブとして利用した微生物検出法の開発         
Development of Novel Assays using Antimicrobial Peptides for the Detection of Microbes

相沢智康 (北海道大学)
米北太郎 (日本ハム(株))
北條江里 (日本ハム(株))

 抗菌ペプチドは微生物に結合する性質を持つことから, 幅広い微生物を検出するプローブとしての応用が期待できる。本稿では, 抗菌ペプチドをプローブとして用いた食中毒原因微生物の検出法の開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. プローブに適した抗菌ペプチドのスクリーニング
3. 抗菌ペプチドの遺伝子組換え生産
4. ラテラルフロー法への応用
5. まとめ

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創傷治癒効果と抗菌効果を併せ持つペプチドの創生
Development of a Novel Multifunctional Peptide with Wound Healing and Antimicrobial Activities

天満昭子 (大阪大学)
冨岡英樹 (アンジェスMG (株))
中神啓徳 (大阪大学)
森下竜一 (大阪大学)

 抗菌ペプチドとは広域の抗菌スペクトルを有し, 生体防御機構として生体を守る役割を担う自然免疫機能の一つである。抗菌ペプチドの中には, 抗菌活性に加えて多様な活性を示すものが存在するが, 筆者らは, 遺伝子機能スクリーニングの過程において, 創傷治癒効果と抗菌活性をもつ多機能ペプチドを見出したのでこれを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. AG30 の最適化
3. SR-0379 の生物活性
3.1 SR-0379 の抗菌活性
3.2 SR-0379 の創傷治癒作用
4. SR-0379 の in vivo 創傷治癒作用
5. まとめ

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≪BIO R&D≫

クモ糸を紡ぐカイコの実用品種化に成功
Silk Produced by Transgenic Silkworm Expressing Spider Dragline Silk Protein

桑名芳彦 ((独)農業生物資源研究所)
小島桂 ((独)農業生物資源研究所)

 カイコ実用品種に, オニグモの縦糸遺伝子を導入した遺伝子組換えカイコを作出した。そのカイコが作るシルク(クモ糸シルク)は, シルク本来の光沢やしなやかさを保ちつつも, 通常シルクより強くてよく伸び, 切れにくさが向上していた。実用品種カイコを使っているので糸質も良く, 機械によってベスト等を加工できた。今後はクモ糸成分を増やして, より高強度のシルクの作出を目指す。

【目次】
1. はじめに
2. クモ糸シルクとは
2.1 遺伝子組換えカイコの作出
2.2 クモ糸遺伝子の導入
2.3 カイコ実用品種の利用
3. クモ糸シルクの特徴
3.1 オニグモ縦糸タンパク質の確認
3.2 引張り物性
4. さいごに

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BIO BUSINESS

芳香・消臭・脱臭剤工業の市場
Market of Aromatic and Deodorant

 2013年の消臭芳香剤の市場規模は約500億円となった。国内市場の成熟化に加え, プライベートブランド化による価格訴求の高まりから平均単価が下落したことが大きな要因と考えられており, 新規市場の開拓とともに価格の安定化が求められている。近年は20~30代の女性をターゲットにデザインを重視した商品開発が盛んで, 大きく売り上げを伸ばしている。その他にも高齢者, ペット飼育者向けに新たな製品投入を行うなど, 今後の市場拡大に期待がかかる。

【目次】
1. 概要
2. 種類・素材など
2.1 天然系
2.2 無機系
2.3 触媒系
2.4 オゾン系
3. 市場動向
3.1 室内用
3.2 トイレ用
3.3 衣料用
3.4 自動車用
4,950円
【特集】バイオマスプラスチックの最新研究動向

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「バイオマスプラスチックの最新研究動向」の特集にあたり
Introduction

岩田忠久 (東京大学)

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リグニン由来の機能性バイオマテリアルの開発
Development of Lignin Based Functional Biomaterials

山田竜彦 ((独)森林総合研究所)

 植物細胞壁の主成分の中で「リグニン」と呼ばれる有機物は, セルロース生産の副産物として燃焼利用等されるものの, それを機能材料として積極的に展開するビジネスは見られなかった。現在, その特性を綿密に制御することで, 工業材料として魅力的な特性を付与し, かつそれを担保したビジネスの可能性も開けてきている。

【目次】
1. はじめに
2. リグニンについて
3. リグニン系のコンクリート用化学混和剤
4. リグニン系の活性炭繊維
5. 地域リグニンの利活用
6. おわりに

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芳香環/ヘテロ環を有する超高性能バイオプラスチックの開発
Development of Superhigh-performance Bioplastics with Aromatic/Hetero Rings

金子達雄 (北陸先端科学技術大学院大学)

 バイオプラスチックは高効率なカーボンストック材料として, 低炭素社会を構築するための重要な課題である。本稿ではイタコン酸や桂皮酸類などのバイオ分子を出発物質とし, バイオ工学的手法と合成化学を組み合わせることで, ヘテロ環や芳香環を有する剛直な構造の新規バイオポリマーを合成した。これらのポリマーの成型体は高耐熱性, 高力学性能を持つことがわかった。さらに, 光分解性や光誘起水溶化などの特殊条件で分解できるユニークな分解性プラスチックとしても利用可能であることもわかった。

【目次】
1. バイオプラスチック
2. イタコン酸由来のナイロン
2.1 ピロリドン環生成反応
2.2 イタコン酸の重縮合
2.3 イタコン酸重合体の性能と分解性
3. バイオポリイミドの合成
3.1 分子設計概念
3.2 ポリイミドの合成と物性

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連鎖構造制御による高性能共重合バイオマスポリマーの開発
Creation on Novel High-performance Biomass Polymers by Regulating the Sequential Structure

阿部英喜 ((独)理化学研究所)

 天然高分子における規則正しい連鎖構造による材料のナノ構造制御をモデルとして, 規則的な連鎖構造の導入を分子設計に取り入れ, 生物有機酸を原料とした, 耐熱性を付与した新規脂肪族ポリエステルアミドならびに脂肪族ポリエステル交互共重合体の合成とその構造に関わる研究成果の一部を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 周期性連鎖構造を有するポリエステルアミド共重合体の合成とその性質
3. 脂肪族ヒドロキシカルボン酸からの交互共重合体の合成
4. おわりに

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乳酸重合酵素が駆動する乳酸ポリマー微生物工場とポリ乳酸の高機能化
―「多元ポリ乳酸」への展開―
Microbial Factory for Lactate-based Polymer Driven by Lactate-polymerizing Enzyme and Function Improvement of Polylactic Acid: Towards Multiple-component PLA

田口精一 (北海道大学)

 日常生活に普及しつつあるポリ乳酸が微生物工場で合成されたら面白い! そんな素朴な興味から始まった研究だが, 本当に現実に起こってしまった。乳酸重合酵素の開発を契機に, 乳酸ユニットに他種モノマーを共重合化させた「多元ポリ乳酸」というカテゴリーを生み, 光学純度の高い多種多様なキラルポリマーを創製することが可能になってきた。

【目次】
1. はじめに
2. 乳酸ポリマー合成プロセス ―化学からバイオへ―
3. 乳酸ポリマー合成をする微生物工場の誕生
4. 微生物工場のエンジン ―乳酸重合酵素―
5. キラル乳酸ポリマ ー微生物工場の誕生
6. 微生物工場のモデルチェンジ ―ポリ乳酸から“多元ポリ乳酸へ”―
7. まとめと将来展望

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高分子多糖類からの高性能バイオマスプラスチックの創製
High Functional Biomass-plastics from Polysaccharides

岩田忠久 (東京大学)

 セルロースとは異なる化学構造および結合様式を有する3種類の高分子多糖類(カードラン, グルコマンナン, キシラン)から, エステル化の手法により, 物質の持つ特徴的な構造を活かした新しいバイオマスプラスチックを開発した。本稿では, 耐熱性, 成型性, 機械的性質と共に, 結晶核剤などとしての有用性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 高分子多糖類
3. カードランエステル誘導体
4. グルコマンナンエステル誘導体
4.1 グルコマンナントリエステル
4.2 グルコマンナン混合エステル
5. キシランエステル誘導体
5.1 キシランジエステル
5.2 キシランエステルのポリ乳酸への結晶核剤効果
6. おわりに

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高機能カルダノール付加セルロース系樹脂と低エネルギー製造技術の開発
Development of Highly Functional Cardanol-bonded Cellulose Resin and Low Energy Production Process

位地正年 (日本電気(株))
田中修吉 (日本電気(株))
當山清彦 (日本電気(株))
曽山誠 (日本電気(株))

 非食用植物資源のセルロースにカシューナッツ殻の主成分のカルダノールを結合させたセルロース系バイオプラスチックを開発した。カルダノールによる可塑化・疎水化効果やカルダノール同士の相互作用によって, 本樹脂は優れた熱可塑性, 耐熱性, 耐水性などの実用性を実現した。さらに, 2段階不均一系プロセスによる低エネルギー製造技術も開発した。

【目次】
1. はじめに
2. カルダノール付加セルロース樹脂の開発
3.2 段階不均一系プロセスによる低エネルギー製造技術
3.1 膨潤状態での1 段目反応と効率的な固液分離
3.2 2段目反応(短鎖追加)による熱可塑性の向上と添加剤による特性改良
3.3 2段階不均一プロセスでの製造エネルギーの算出
4. まとめと今後

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バイオマス由来耐熱ポリアミドの自動車部材への応用
Application of Heat-resistant Polyamide Derived from Biomass Resources to Automotive Parts

三井淳一 (ユニチカ(株))
上田一恵 (ユニチカ(株))

 ユニチカが開発した XecoT(TM)(ゼコット(R)) は, 耐熱ポリアミドの中で, トップクラスの性能を持つとともに, バイオマス素材を原料に用いているスーパーエンジニアプラスチックである。従来の耐熱ポリアミドにはない XecoT(TM) 特有の様々な特性を紹介し, 検討を進めている自動車部材への応用展開について本稿では紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. XecoT(TM) の特徴
3. XecoT(TM) の物性
4. XecoT(TM) の自動車部材への応用展開
5. おわりに

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プラスチック, ゴム製品のバイオマス原料利用率の求め方とそのISO国際標準規格
Determination Method and ISO Standardization of Biobased Content for Plastics or Rubber Products

国岡正雄 ((独)産業技術総合研究所)

 バイオマス原料から生産されたバイオベースのプラスチック, ゴム製品中のその原料使用率を計算, 測定する方法とそのISO国際標準規格化の状況を説明する。ISO16620シリーズに規格化されたバイオマス原料使用率としては, 「バイオベース炭素含有率」「バイオマスプラスチック度」「バイオベース質量含有率」がある。

【目次】
1. はじめに
2. バイオベース度の計算方法, 測定方法
3. 国際標準規格化の状況
4. まとめ

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≪BIO R&D≫
磁石と酸化鉄マイクロ粒子を利用した水素パック剤, および, 角栓クレンジングなど皮膚効果
Hydrogen-containing Pack Agents Utilizing Magnet-Iron Oxide Microparticle Reactions, and the Keratotic Plug-cleansing/Skin-improving Effects

三羽信比古 (大阪物療大学)

 従来の皮膚適用剤は, 角質層というバリアを突破して皮膚深部への浸透性をいかに高めるかに力点を置いてきたが, 毛穴(毛孔, 皮脂腺, 汗孔)という薬剤バイパス・サイドチャネリングを活用する視点が不十分だった。本研究では, 毛穴サイズより微小な酸化鉄マイクロ粒子を毛穴中へ浸透させ, 磁石でこの粒子を高い収率で回収するという独自発想, および, 水素で毛穴皮脂の過酸化変質を防御するという二重効果で角栓クレンジング(除去)効果を挙げたので紹介する。

【目次】
1. 毛穴(毛孔, 皮脂腺, 汗孔)と角栓
2. 水素/酸化鉄パック&磁石による毛穴からの角栓除去効果
3. おわりに

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BIO BUSINESS

再生医療の市場
Regenerative Medicine Market

 経済産業省の算出によると, 再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は, 2012年の260億円から急速に拡大し, 2030年には1.6兆円に達する見込みとなっている。世界初のiPS細胞を用いた臨床試験が始まる中, 効果的かつ安全な治療に迅速につなげるべく, 法整備も合わせ産官学連携しての取り組みが課題となっている。2013年には再生医療推進に向け新たな法律も可決され, 市場の活性化が期待されている。

【目次】
1. 概要
2. 研究開発動向
3. メーカー動向
4. 安全性
4,950円
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【特集】トランジスタ医療―半導体バイオ応用の現状と展望―

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特集にあたって
Introduction

坂田利弥 (東京大学大学院)

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診断医療に向けた半導体バイオセンシング技術
Semiconductor-based Biosensing Technology for Clinical Diagnosis

坂田利弥 (東京大学大学院)

 本稿では, 診断医療分野における半導体バイオセンシング技術の応用の可能性について紹介する。特に, 生体機能に関連深いイオン挙動に着目し, そのイオンの電荷を直接計測可能な半導体原理ならではの利点について例を挙げながら概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 生命の最小単位「細胞」のセンシング
2.1 移植前診断に向けた ART on a Semiconductor ductor
2.2 造血幹細胞の個別診断に向けた網羅的バイオセンシング技術の創製
2.3 アポトーシスセンシングによる副作用・薬効評価
2.4 飢餓適応機構としてのオートファジーの非標識リアルタイムモニタリング
2.5 再生軟骨細胞分化挙動の静水圧負荷時 in situ モニタリング
3. 半導体/バイオインターフェース構造の制御と理解
3.1 Molecular charge contact 法による生体分子計測
3.2 採血フリーグルコーストランジスタ
3.3 酵素活性イオンセンシングに向けた一方向固定酵素ゲートトランジスタの創製
3.4 アレルギー診断に向けた半導体原理に基づくバイオセンシング技術
3.5 分子動力学シミュレーションによる半導体/バイオインターフェース構造の解明
4. マルチバイオパラメータの同時計測技術

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イメージセンサ技術のバイオ医療応用
Image Sensor Technology for Biomedical Applications

太田淳 (奈良先端科学技術大学院大学)

 イメージセンサ技術のバイオ, 医療への応用について概説を行う。パッケージングの観点から, 機器装着型, 容器封入型, ディッシュ型, 完全埋植型に分類して, 各々について事例を取り上げながら, 解説を行う。機器装着型では高感度と高速センサを取り上げ, 容器封入型ではカプセル内視鏡を取り上げる。またディッシュ型としてレンズレスイメージングを取り上げる。完全埋植型では, 人工視覚と脳内埋植デバイスについて紹介する。最後にまとめと今後の展望について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 高感度イメージセンサ
2.1 EMCCD
2.2 SPAD
3. 高速イメージセンサ
4. カプセル内視鏡
5. ディッシュ型デバイス
6. 完全埋植型
7. おわりに

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フレキシブルエレクトロニクスを用いた生体計測センサ
Bio-sensors using Flexible Electronics

関谷毅 (大阪大学)

 薄膜, 軽量, 柔軟性に富む有機エレクトロニクスは, 新しい生体計測センサとしての用途が期待されている。筆者の研究グループでは, 有機材料を主要部材としたフレキシブルエレクトロニクス技術を開発してきた。本稿では, この研究背景や要素技術, そして具体的な応用例として触覚センサ, ワイヤレス水分センサシステムについて紹介したい。より具体的には 1.2μm という薄膜の高分子フィルム上に, 真空蒸着技術を用いて高度に集積化された有機トランジスタシステムを構築した。人の皮膚の形状に合わせることができるなど薄膜フィルムの持つ表面形状追従性を活かし, 生体情報を計測するためのシート型センサアレイについて紹介する。さらに有機トランジスタによる発振回路を利用しワイヤレス水分センサシステムを開発した。このシステムは, 離れたところからワイヤレスで電力供給が可能で, 水分検出センサからのデータも最適な通信条件で取ることができる。

【目次】
1. 研究背景と目的
2. フレキシブルエレクロニクス
2.1 触覚センサ
2.2 水分センサシステム
3. 課題と将来展望

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グラフェンデバイスによるバイオセンサへの応用
Biological Sensors Based on Graphene Devices

前橋兼三 (東京農工大学)
松本和彦 (大阪大学)

 グラフェンは炭素原子のみから構成される究極の2次元物質である。その特異的なバンド構造から電子および正孔の移動度が室温において驚異的に高くなることが知られている。本稿では, グラフェンをチャネルとして用いた電界効果トランジスタにおいて, グラフェン表面上での生体分子認識反応を利用することによって, 生体分子を電気的に検出するバイオセンサについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. グラフェンの特性
3. グラフェンデバイスおよび生体分子の検出メカニズム
4. タンパク質の選択的検出
5. おわりに

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集積化センサ技術による非標識バイオイメージングデバイス
Non Label Bio-Image Sensor with CMOS Integrated Technology

澤田和明 (豊橋技術科学大学)

 CMOSイメージセンサ技術とバイオセンサ技術を融合した, 集積化センサ技術による新たな非標識バイオイメージセンサデバイスを開発している。水素検出領域にイオン選択性を持つ様々な感応膜を修飾することでNaイオン, Kイオンなどを検出することが可能である。また, 酵素をセンサ表面に固定化することで細胞からの神経伝達物質の放出過程を画像化することに成功している。

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バイオセンサアレイ集積回路
Biosensor Array Integrated Circuit

中里和郎 (名古屋大学)

 バイオセンサアレイ集積回路は, 多種の化学反応をチップ上で同時に行い, 化学反応の結果を電気信号として出力する。トランスデューサとして, 電位, 電流, インピーダンスによる電気化学計測を用いた方法があり, これらを統合したマルチモーダルセンサアレイは統合的診断を可能にするとともにチップの汎用化に寄与する。

【目次】
1. はじめに
2. 電位検出法
3. 電流検出法
4. インピーダンス検出法
5. マルチモーダルセンサアレイ

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大規模分子動力学法による半導体 / バイオインターフェース構造の解明
Elucidation of Semiconductor/Bio-interface Structure with Massive Classical Molecular Dynamics Simulation

前川侑毅 (東京大学大学院)
澁田靖 (東京大学大学院)
坂田利弥 (東京大学大学院)

 本稿では, これまで実験的には理解が困難であった半導体バイオセンサの固液界面でのイオン挙動に及ぼす生体分子の影響について, 分子動力学法に基づくシミュレーションにより考察した結果を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 半導体バイオセンシング技術
3. 古典分子動力学法
4. 固液界面における分子動力学計算
5. FETバイオセンサによる実験結果
6. DNA 分子を含む固液界面のイオン挙動シミュレーション
6.1 計算条件
6.2 計算結果
7. おわりに

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≪BIO R&D≫
細胞が接着しにくくなるI型コラーゲンの開発 ―骨芽細胞への分化誘導能の可能性―
Development of Low Adhesive Scaffold Collagen:Application to Osteogenic Differentiation

森本康一 (近畿大学)
國井沙織 (近畿大学)

 幹細胞などを用いた再生医療・医学の発展のためには, 生体に模した三次元培養法や分化誘導能をもつ材料などが求められる。筆者らは, 従来と異なる末端配列をもつコラーゲン分子を開発した。播種した細胞は開発したコラーゲンに接着しにくくなることを見出した。本稿では, 接着性が低下したコラーゲンにより形成した細胞凝集塊(スフェロイド)の特徴と骨芽細胞への分化能の亢進について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 単層培養から三次元培養へ
3. 低接着性I型コラーゲンの開発
4. LASColの細胞への作用について
5. 今後の展望
6. おわりに

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≪BIO R&D≫
新鮮ヒト肝細胞の三次元細胞培養による薬物性肝障害予測システム
3D Cell-culture System for DILI(Drug Induced Liver Injury)Prediction with Fresh Human

島川優 (東洋合成工業(株))
城村友子 (東洋合成工業(株))

 副作用により使用中止になる薬の約30%が薬物性肝障害によるものとの報告がある。また投与部位別にヒト副作用と動物データの一致性を見ると, 肝毒性は約50%と低く, しかも, 肝臓のヒト副作用は, 開発初期段階ではなく, 第II相・第III相で初めて見られる例が多いという報告がある。新薬開発の早い段階から, ヒトにおける薬物性肝障害が高確率で予測できれば, 薬の安全性を高めることが可能となり, QOLの向上に繋がる可能性がある。本稿では, 薬物性肝障害予測試験用として開発した, 経済的でハイスループットアッセイに対応した, 精度の高い三次元新鮮ヒト肝細胞培養システムについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. Cell-able(R)
3. PXB-cells TM
4 .ImageXpressTM MicroXLS
5. DILI( Drug Induced Liver Injury) 予測系の構築
6. 試験結果とLTKB+Clinical DILI との比較
7. まとめ
8. 今後の展望

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BIO BUSINESS

世界規模で見たバイオプラスチックの需給動向
A Global Trend of the Bioplastics Market

宮森映理子 (みずほ情報総研(株))

【目次】
1. はじめに
2. バイオプラスチック市場の変遷
2.1 バイオプラスチックの歴史
2.2 上市されるバイオプラスチックの変遷
2.3 世界のバイオプラスチックの市場規模推移
3. バイオプラスチックの供給動向
3.1 バイオプラスチック供給国
3.2 供給されるバイオプラスチックの種類
3.3 具体的な製造事例紹介
4. バイオプラスチック市場拡大のドライバー
4.1 バイオプラスチックの分類
4.2 バイオプラスチック市場拡大のドライバー
5. バイオプラスチック市場拡大のための各国政策
5.1 主要国の政策実施状況
5.2 ドライバーを意識した政策実施に向けて
6. 今後のバイオプラスチック市場の展望
【特集1】 香りの生理作用-健康維持・疾患予防に向けて-

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サイプレス材精油の吸入が脂肪分解および交感神経活動に及ぼす効果
Effects of Inhaling Cypress Essential Oil on Lipolysis and Sympathetic Nerve Activity

光永徹 (岐阜大学)

 サイプレス心材精油 (CEO) の吸入が, 高脂肪食で飼育したマウスにおいて肥満抑制作用を示した。メカニズムを明らかにするために, 麻酔下ラットの褐色脂肪組織支配の交感神経活動(BSNA)を電気生理化学手法で測定した。CEOからシトロネル酸 (CA), グアイオール・α-,β-,γ-オイデスモール混合画分(GE), グアイオール(G)およびβ-オイデスモール(E)に分画・単離した。これらを匂い刺激試験に供したところ, CEO, GE, G, EでBSNAの増加が認められたが, CAでは全く変化しなかった。よって, CEOのBSNA 活性化に寄与する主要成分はGおよびEであると判断できる。

【目次】
1. はじめに
2. サイプレス材精油(CEO)吸入によるマウスの肥満抑制効果
2.1 脂質代謝に与える影響
2.2 CEO 分画物の脂質代謝に及ぼす影響
3. 香り成分を吸入した麻酔下ラットの交感神経活動
3.1 麻酔下ラットの交感神経活動測定
3.2 CEO の吸入が交感神経活動におよぼす影響
3.3 交感神経活動を高めるCEO成分
4. おわりに

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植物精油の抗真菌・抗炎症効果および真菌感染症治療への応用の可能性  
The Anti-fungal and Anti-inflammatory Effects of Essential Oils and its Potential for the Treatment of Superficial Mycoses 

丸山奈保 (帝京大学 / 帝京平成大学)
安部茂 (帝京大学)

 精油は直接的な抗真菌作用だけではなく, 抗炎症作用も併せ持ち, さらに皮膚への浸透性など既存薬にはない特徴を有する。これらの点から, 筆者らは精油での治療が適切な真菌症は, 白癬や粘膜カンジダ症などの表在性真菌症と考える。ここでは, 表在性真菌症に関する筆者らの取り組みとともに, 治療法開発への可能性について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 精油の抗真菌効果
2.1 抗真菌作用とは
2.2 作用メカニズムの違い
3. 精油の抗炎症効果
4. 精油の安全性と薬物学的特性
4.1 安全性
4.2 薬物学的特性
5. 精油を用いた真菌症治療研究からわかったこと
5.1 口腔カンジダ症治療に対する可能性
5.2 白癬治療に対する可能性
6. おわりに

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アロマテラピーによる認知症予防の可能性
Possible Role of Aromatherapy for Prevention of Dementias

谷口美也子 (鳥取大学医学部附属病院)
浦上克哉 (鳥取大学)

 アロマテラピーは, 認知症患者の方々の不安を取り除いたり, リラックスを促しQOLの改善を目的として用いられてきた。筆者らは, アロマテラピーがこれらの効果にとどまらず認知機能障害自体の改善に効果をもたらす可能性を見出しており, 発症予防・進行予防に効果があるのではと考えている。認知症に対するアロマテラピー応用の可能性について研究成果等を交えて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 認知症の現状
3. アルツハイマー型認知症の病態と症状
4. 認知症に対する治療・対処方法
4.1 認知症に対する治療薬
4.2 認知症に対する非薬物療法
5. アルツハイマー型認知症患者に対するアロマテラピーの効果
6. アロマテラピーを行う上での注意点~認知症患者に対して用いるが故に~
7. おわりに

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乳酸菌と酵母で発酵した発酵乳の香りの癒し効果
Relaxant Effect of the Odor of Milk Fermented with Lactic Acid Bacteria and Yeast

川口恭輔 (カルピス(株))
小谷恵 (カルピス(株))
永井克也 ((株)ANBAS)

 近年, 香りがもつ生理作用の科学的な解明が進み, 精油や飲食品等の香りが有する効果に着目した研究が盛んになっている。本稿では, 乳酸菌と酵母で発酵した発酵乳の香りについて, 動物実験にて癒し効果を示唆する研究成果が得られたので, 本内容について詳述する。

【目次】
1. はじめに
2. 発酵乳の調製
3. 自律神経調節作用
4. 抗不安作用
5. 日周リズム改善作用
6. おわりに

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天然バラに含まれる香気成分の生理作用について
Physiological Effect of Various Odorant Materials Found in Natural Rose Flower

森山未央 ((株)資生堂)
加治屋健太朗 ((株)資生堂)

 我々人間は古来より香りの持つ不思議な力に気づき, 生活のなかに取り入れてきた。嗅覚の受容経路が明らかになってきた現代では, それら効果の機序を知るべく様々な研究がなされている。植物の中でも特に人々と密接な関係にある「バラ」に着目し, その香りに含まれる各種香気成分の生理効果について調べた研究について報告する。

【目次】
1. はじめに
2. 香りの受容と2つの作用経路
3. バラに含まれる香気成分の各種生理作用
4. 皮膚のリンパ管の機能と老化の関係
5. シトロネリルアセテートのVEGFC 産生への効果
6. おわりに

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【特集2】最新 食品機能性研究

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ホップ抽出物のアルツハイマー病発症抑制効果
Oral Administration of Hop Flower Extracts Mitigates Alzheimer Phenotypes in Mice

笹岡紀男 (京都大学大学院)
垣塚彰 (京都大学大学院)

 少子高齢化の問題を抱える現代社会において, 認知症患者はこれから増々増加することが予想されており, その中でも認知症の半数以上を占めるアルツハイマー病に対する治療薬, および予防薬の早急な開発が求められている。本稿では, マウスの実験で, アルツハイマー病の発症抑制効果を示したホップエキスを中心に, 筆者らの研究成果を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 植物エキスのスクリーニング
3. ホップエキス中の有効成分の同定
4. 病態モデルマウスにおける薬理学的効果の検証
5. おわりに

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食品ポリフェノールによる腸管コレステロール吸収抑制メカニズム
The Effects of Flavonoids on the Inhibition of Intestinal Cholesterol Transport

小林彰子 (東京大学大学院)

 食事からのコレステロール吸収抑制は高コレステロールに由来する疾患の予防につながる。ポリフェノールには“フレンチパラドックス”が示唆するような動脈硬化を防ぐ疫学的知見があるが, そのメカニズムについては不明な点が多い。筆者らは, 小腸においてコレステロール吸収を阻害するポリフェノールをスクリーニングし,選抜したルテオリンおよびケルセチンのコレステロール腸管吸収阻害機構を明らかにした。本稿では, これらのフラボノイドの作用メカニズムについて述べる。

【目次】
1. はじめに
2. エゼチミブの開発とNPC1L1の発見
3. 小腸におけるコレステロール吸収機構の速度論的解析
4. コレステロール腸管吸収阻害成分の探索
5. ルテオリンおよびケルセチンによるコレステロール腸管吸収阻害機構の解明
6. ラットにおけるルテオリンおよびケルセチンの高コレステロール血症改善効果
7. まとめ

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イサダ(ツノナシオキアミ)由来の新たな抗肥満成分8-HEPE
8-HEPE:A New Anti-obesity Compound from Pacific Krill

山田秀俊 ((公財)岩手生物工学研究センター)

 これまで(機能性)食品としてはあまり利用されてこなかったオキアミであるが, オキアミには豊富な栄養素とともに, エイコサペンタエン酸(EPA), ドコサヘキサエン酸(DHA), アスタキサンチン, キチン・キトサンなどの機能性成分も含有されている。筆者らは, 三陸で水揚げされるイサダ(ツノナシオキアミ)から, 新たな抗肥満成分として8-HEPE(ヒープ)を同定した。本稿では8-HEPEの抗肥満効果について解説するとともに, 新たな機能性食品素材としてのイサダの可能性についても紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 肥満と代謝疾患
3. ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)
4. エイコサペンタエン酸(EPA)
5. イサダ成分による肥満抑制効果
6. 8-HEPEによるPPAR活性化作用
7. 8-HEPEを活用した生活習慣病の予防と改善
8. 機能性素材原料としてのオキアミの可能性
9. おわりに

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植物乳酸発酵エキスOM-X(R) によるI型アレルギー抑制作用
Inhibitory Effect of OM-X(R), Fermented Syrup makes from Fruits and Plants on Antigen-stimulated Degranulation in Rat Basophilic Leukemia RBL-2H3 Cells

伊藤智広 (近畿大学)

 野菜, 果物, 海藻, 茸などを原料に乳酸発酵させた植物発酵エキス「OM-X(R)」は, アミノ-カルボニル(Maillard)反応により褐色物質メラノイジンを熟成期間中に生成する。I型アレルギーモデル細胞および動物実験系を用いてOM-X(R)のI型アレルギー抑制効果とその作用機序について検討したところ, 抗原刺激後のカルシウム流入を制御する活性酸素の消去機構が脱顆粒抑制に深く関与していることがわかった。

【目次】
1. はじめに
2. メラノイジンとは
3. 植物発酵エキス「OM-X(R)」について
4. 植物発酵エキス「OM-X(R)」の脱顆粒抑制作用
5. 植物発酵エキス「OM-X(R)」の脱顆粒抑制機構について
6. マウス受動皮膚アナフィラキシー反応を用いた植物発酵エキス「OM-X(R)」の即時型アレルギー抑制効果について
7. おわりに
【特集】ドラッグ・リポジショニング(DR)による医薬品開発

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特集にあたって
Introduction

水島徹 (慶應義塾大学)

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ドラッグ・リポジショニング(DR)の動向
Drug-repositioning

水島徹 (慶應義塾大学)

 最近発売される新薬の数が減少している。この主な原因は、予想外の副作用が発生したり十分な体内動態が得られなかったりして、臨床試験が失敗することである。そこで注目されているのが、ヒトでの安全性と体内動態が十分に確認されている既承認薬の新しい薬理効果を発見し、その既承認薬を別の疾患治療薬として開発する戦略、ドラッグ・リポジショニング(DR)である。DRの利点はヒトでの安全性や体内動態などがよく分かっており臨床試験が失敗するリスクが低いことや、既にあるデータや技術を利用できるので、開発にかかる時間とコストを削減できることなどである。

【目次】
1. 2010 年問題と従来型医薬品開発戦略の限界
2. 安く安全な薬を作る必要性
3. ドラッグリポジショニングとは
4. DRの科学的背景
5. 企業でのDRと用語整理
6. DRのメリット
7. DRの成功例とそのパターン

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ドラッグ・リポジショニングに関するJBA の活動と産官学への提言
Activities of JBA on Drug Repositioning and Recommendations to Industry, Government and Academia

丹羽卓朗 ((一財)バイオインダストリー協会)

 既に広く使用されている既存医薬品あるいは開発を中止した化合物を新たな疾患治療薬として開発する研究、いわゆるドラッグ・リポジショニング(DR)が、短期間に低コストで、かつ、高い成功確率で医薬品を開発し得る手法として期待されている。一方、製薬企業にとってはビジネス上の課題も多々指摘されている。本稿では、産官学のそれぞれの立場からDRを概観し、DRを推進するための諸施策について提案した。

【目次】
1. はじめに
2. 製薬企業におけるDR
3. アカデミアにおけるDR
4. 行政から見たDR
5. 難病対策としてのDR
6. 難病対策としてのDR推進に関する産官学への提言
7. おわりに

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タンパク質構造情報に基づくインシリコDR
In silico Drug Repositioning Based on Protein Structure Information

広川貴次 ((独)産業技術総合研究所)
 
 構造ゲノミクスやタンパク質立体構造予測技術によるタンパク質立体構造情報の増加と、インシリコ創薬技術が相俟って、タンパク質立体構造情報とドッキング技術を活用したインシリコDRが注目されている。本稿では、いくつかの先行研究を概説しながら、タンパク質構造情報に基づくインシリコDRの課題や今後の展望について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. タンパク質-リガンドドッキング計算
3. インバースドッキング計算を用いたインシリコDRに関する研究
  : タンパク質-化合物相互作用行列を用いたアプローチ
4. インバースドッキング計算を用いたインシリコDRに関する研究
  : タンパク質立体構造バイオインフォマティクスを用いたアプローチ
5. 構造情報に基づくインシリコDRの課題
6. おわりに

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乗り物酔い薬メクロジンによる低身長治療
Short Stature Treatment with Meclozine, An Over-the-counter Drug for Motion Sickness

鬼頭浩史 (名古屋大学)
松下雅樹 (名古屋大学)

 FGFR3の異常活性化によって生じる軟骨無形成症の新規根本的治療薬を探るべく既存薬を網羅的にスクリーニングしたところ、乗り物酔い薬メクロジンにFGFR3シグナル抑制作用があることを同定した。メクロジンは bone explant culture における骨伸長を促進しただけでなく、内服投与により疾患マウスの長管骨および脊椎の骨伸長を促進して、体長と体重の増加をきたした。

【目次】
1. はじめに
2. ドラッグスクリーニング
3. In vitro, ex vivo におけるメクロジンのFGFR3シグナル抑制能の検討
4. In vivo におけるメクロジンの骨伸長促進効果の検討
5. 考察
6. おわりに

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DR による大腸がん予防の有用性-アスピリンによる大腸ポリープ再発抑制-
Potential of Drug Repositioning for Colorectal Cancer Prevention : Inhibition of Colorectal Polyp Recurrence by Aspirin

武藤倫弘 ((独)国立がん研究センター研究所)
藤井元 ((独)国立がん研究センター研究所)

 有望ながん化学予防剤とその予防介入試験について、これまでの基礎資料を提示し、実現可能性の観点からドラッグ・リポジショニングが今後のがん予防に有用であることを述べる。具体的には、アスピリンのがん予防介入試験を題材にして、試験対象者数や研究デザイン、さらには政策への提言に関して考察する。

【目次】
1. はじめに
2. 基礎研究において予防効果の確認されている大腸がん化学予防剤
2.1 大腸発がん予防効果が確認されている合成低分子化合物
2.2 大腸発がん予防効果が確認されている天然物
3. RCTレベルで予防効果の確認されているがん化学予防剤
3.1 大腸発がん予防効果が確認されている合成
3.2 大腸発がん予防効果が確認されている天然物
4. 想定される段階別の臨床試験方法および対象集団
4.1 がんの高危険群に対するがん予防介入試験
4.2 がんの中危険群に対するがん予防介入試験
4.3 一般集団に対するがん予防介入試験
5. おわりに

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前立腺がん治療への応用が期待されるサブタイプ選択的α1 アドレナリン受容体遮断薬
Drug Repositioning of Subtype-selective α1-adrenoceptor Antagonists for Prostate Cancer Treatment

石井健一朗 (三重大学)
杉村芳樹 (三重大学)

 前立腺がんに対するドラッグ・リポジショニングとして、筆者らは日本企業が開発・販売している前立腺肥大症治療薬のうち、フェニルピペラジン骨格を有する治療薬が前立腺がんの増殖を抑制することを見出した。フェニルピペラジン骨格を有する治療薬による細胞周期阻害作用は本来の標的分子であるα1アドレナリン受容体を介さないオフターゲット効果であることから、前立腺がん以外のがん腫やがん微小環境を構成するがん細胞以外の細胞種に対する増殖抑制効果も期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 前立腺がん治療におけるドラッグ・リポジショニング
3. 前立腺肥大症治療薬に関するドラッグ・リポジショニングの歴史
4. サブタイプ選択的α1アドレナリン受容体遮断薬に関するドラッグ・リポジショニング
4.1 CRPCモデル細胞の作製と意義
4.2 サブタイプ選択的α1アドレナリン受容体遮断薬による細胞増殖抑制機構の解明
4.3 サブタイプ選択的α1アドレナリン受容体遮断薬による腫瘍形成抑制機構の解明
4.4 フェニルピペラジン誘導体によるチューブリン重合阻害作用
5. サブタイプ選択的α1アドレナリン受容体遮断薬による前立腺がん治療以外への適応外使用の可能性
6. おわりに

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≪BIO R&D≫
大腸菌を用いた遺伝子組換えタンパク質の分泌発現
Extracellular Production of Recombinant Proteins Using Escherichia coli

柳原芳充 (三洋化成工業(株))

 タンパク質は洗剤から医薬品まで幅広く私達の生活に役立っており、新たに有用なタンパク質も次々と見出されている。このような背景のもと汎用性が高いタンパク質高発現系に対する期待は高まっていると,筆者らは考えている。そこで、当社の基盤技術である界面活性剤技術を応用し、大腸菌を用いた分泌発現系の構築を行った。本稿では、この技術の特長と今後の展望について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. タンパク質発現系開発の狙い
3. タンパク質発現系の現状
4. 大腸菌を用いた分泌発現系
5. 界面活性剤について
6. 界面活性剤の探索
7. 分泌発現
8. 当社発現系の特長
8.1 特長1 ; 発現量が多い
8.2 特長2 ; 精製が容易
8.3 特長3 ; 応用範囲が広い
9. 今後の展望

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部位特異的ヌクレアーゼを利用したゲノム編集
Targeted Genome Editing Using Site-specific Nuclease

山本卓 (広島大学)
坂本尚昭 (広島大学)
佐久間哲史 (広島大学)

 ゲノム編集は、人工ヌクレアーゼなどの部位特異的ヌクレアーゼを用いてゲノム中の目的の遺伝子を改変する技術である。微生物を含む全ての生物で利用可能であることから、ゲノム編集は次世代のバイオテクノロジーとして位置付けられている。筆者らは、高活性型の人工ヌクレアーゼ Platinum TALEN を開発し、哺乳類培養細胞、動物、植物における遺伝子改変を示してきた。Platinum TALEN を利用したゲノム編集は、品種改良や疾患研究など様々な分野での利用が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 部位特異的ヌクレアーゼを基盤とするゲノム編集
3. ゲノム編集で可能な遺伝子改変
4. ゲノム編集による細胞や生物の遺伝子改変
5. ゲノム編集技術の安全性
6. ゲノム編集の産業利用
7. おわりに
【特集】病害から作物を守る微生物

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特集にあたって

對馬誠也 ((独)農業環境技術研究所)

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微生物農薬の開発・普及にむけた戦略と課題
Strategies and Problems for the Development and Extension of Biological Control Agents

對馬誠也 ((独)農業環境技術研究所)

 我が国の生物農薬出荷額は総額で2012年約22億円、世界では病害虫合わせて価格レベルで28億ドル(2012)となり、増加傾向にある。しかし、未だに化学農薬の出荷額に対する割合は極めて低い。ここでは、特に病害防除を対象とした微生物農薬について、国内外の普及状況や我が国における微生物農薬の開発・普及上の課題および今後の普及戦略について考察した。

【目次】
1. 生物農薬 日本と海外
2. 我が国の微生物農薬(病害対象)
3. 世界の微生物農薬
3.1 欧州, 北米の生物農薬(biopesticide)市場(病害虫を対象)
3.2 微生物農薬(microbial biopesticide)
4. 我が国における病害対象の微生物農薬の課題
4.1 生物農薬の課題
4.1.1 「微生物農薬は化学農薬に比べ防除効果が低い」
4.1.2 「微生物農薬は化学農薬に比べ防除効果が不安定である」
4.1.3 「保存期間が化学農薬に比べ短い」
4.1.4 「製剤化にコストがかかりすぎる」
4.2 課題克服のための展開
4.2.1 散布処理技術の開発
4.2.2 新しい考え方による利用法の開発
4.2.3 新しい普及・販売戦略の必要性
5. EU における病害虫対策における変化と微生物農薬の課題
6. 今後の展開
6.1 新技術の開発
6.2 新しい微生物農薬利用技術の開発
6.3 さまざまな付加価値の追加
6.4 政策等についての提案
6.5 生産者,消費者への理解増進の取り組み

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タラロマイセスフラバス菌による病害予防
Plant Biocontrol by Talaromyces flavus

森下康行 (出光興産(株))

 出光興産(株)では石川県農業試験場との共同開発により糸状菌 Talaromyces flavus を有効成分とする微生物農薬の開発を進め、現在では4剤まで登録を拡大している。製品化までに対応した技術的課題の内容や、4剤の特性について概説し、最後に T. flavus 剤の開発を通じて見た糸状菌系微生物農薬開発の今後について展望する。

【目次】
1. Talaromyces flavus とは
2. T. flavus の植物病害防除作用
3. T. flavus を有効成分とした植物病害防除剤の開発
4. T. flavus を有効成分とした植物病害防除剤とその特性
4.1 バイオトラスト( タラロマイセスフラバス水和剤)農林水産省登録 第20659 号(失効)
4.2 タフパール(タラロマイセスフラバス水和剤)農林水産省登録 第21919 号
4.3 タフブロック( タラロマイセスフラバス水和剤)農林水産省登録 第21919 号
4.4 タフブロックSP(タラロマイセスフラバス水和剤)農林水産省登録 第23054 号
5. T. flavus 剤の開発を通じて見た糸状菌系微生物農薬開発の今後

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植物の免疫を活性化する細菌エンドファイトと実用性の評価
Selection and Field Application of Rice Symbiotic Bacteria which Activate Plant Immunity

伊沢剛 ((株)前川製作所)

 我々はエンドファイトの農業利用を目的に植物からエンドファイトの探索を実施した。その結果イネから、イネの免疫を活性化し、いもち病抵抗性を付与する細菌エンドファイトが分離された。圃場試験で実用性を評価したところ、効果にばらつきは見られたが病虫害抵抗性の付与が観察され、またイネの生育を促進することが明らかになった。

【目次】
1. はじめに
2. 有用なエンドファイトの探索
3. 病害抵抗性メカニズムの解析
3.1 植物の誘導抵抗性と抵抗性誘導剤
3.2 細菌エンドファイトによる植物免疫の活性化
4. 圃場試験による実用性の評価
4.1 安全性の評価
4.2 圃場栽培試験
5. おわりに

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Bacillus 属細菌による植物の抵抗性誘導
Systemic Resistance in Plants Induced by Bacillus spp.

百町満朗 (岐阜大学)

 植物病害の生物防除エージェントとして知られているBacillus属細菌が植物に全身的抵抗性を誘導することが明らかになってきた。また昆虫の病原細菌として知られている Bacillus thuringiensis が各種の植物病害を抑制することが見出されており、その効果も植物への全身的抵抗性の誘導によることが明らかにされた。本稿では、これらBacillus属細菌による植物への全身的抵抗性誘導に関する知見を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. PGPRとしてのBacillus属細菌によるISR
2.1 Bacillus 属細菌による各種植物病害防除
2.2 Bacillus 属細菌の根面定着と抵抗性誘導
3. 昆虫病原細菌 B. thuringiensis によるISR
4. おわりに

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作物の虫害と病害の両方に有効な微生物農薬開発の可能性
Implication on the Development of Biopesticides Applicable to Both Agricultural Insect Pests and Diseases

吉田重信 ((独)農業環境技術研究所)

 作物の虫害と病害の両方に有効な微生物農薬は、安全・安心で省力的な農作物の生産に役立つことから、今後はその開発の加速化が期待される。今回筆者らは、微生物殺虫剤として上市されている Paecilomyces tenuipes 製剤が、病害防除にも有効であることを明らかにした。本稿では、これらの成果とともに、虫害と病害の両方に有効な微生物農薬の開発のニーズや可能性等について概説したい。

【目次】
1. 昆虫病原微生物の持つ植物病害抑制ポテンシャル
2. 虫害と病害の両方に有効な微生物農薬の開発ニーズ
3. Paecilomyces tenuipes 製剤のトマト青枯病に対する発病抑制効果
3.1 ポット試験による基本的処理条件および発病メカニズムの解明
3.2 圃場での防除効果
4. おわりに

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植物に生息している細菌の活用に向けて
Bacterial Flora on Leaf Heaths of Plants

篠原弘亮 (東京農業大学)

 有機栽培や減農薬などを組み合わせた特別栽培された農産物への志向が高まるなかで、それらの栽培にも使用可能な農薬の一つとして微生物農薬が挙げられる。さらに微生物農薬は薬剤耐性菌の問題もない。より効果的な微生物農薬の利用に向けて、植物に生息している細菌のフローラを解明して、そこから植物病害の発病を抑制する Herbaspirillum sp. などを見出した。これらの知見や菌株を活用した新たな病害防除法の取り組みを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 植物に生息している細菌
2.1 植物に生息している細菌のフローラに関する研究事例
2.2 イネに生息している細菌のフローラ解析
2.3 植物に生息している細菌のフローラの比較
2.4 植物に生息している細菌を活用した病害防除に向けて
3. おわりに

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昆虫病原性糸状菌における発芽促進剤の開発
Development of an Adjuvant for a Fungal Pesticide

野田孝博 (熊本県 県央広域本部)
荒木朋洋 (東海大学)

 昆虫病原性糸状菌 Nomuraea rileyi の寄主昆虫の一種であるカイコから発芽促進物質の単離に成功し、その化学構造をD-erythro-C14-スフィンゴシンと決定した。さらに、活性発現のための補助因子成分やタンパク質代謝等を明らかにし発芽促進機構の理解へつなげた。また、本物質により感染効率向上が認められ天敵微生物製剤の補助剤としての利用可能性を示した。

【目次】
1. はじめに
2. 発芽促進物質の探索
3. 補助因子の探索
4. 発芽促進メカニズム解明へ向けて
5. 微生物農薬の効果を最大限活用するための補助剤の開発
6. おわりに

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≪BIO R&D≫

2,4,6-Trichloroanisole(TCA)による嗅覚マスキング
2,4,6-Trichloroanisole is a Potent Suppressor of Olfactory Signal Transduction

加藤寛之 (大和製罐(株))
佐野太郎 (大和製罐(株))

 食品の異臭事故の原因物質となりやすい2,4,6-Trichloroanisole(TCA)の発生の原理や防止方法は確立されたが、臭気変化のメカニズムについては社内外を含め未だ解明されていなかった。大阪大学 倉橋研究室との研究の結果、TCAに微量(1兆分の1)でも食品の香りを人が感じなくなる作用があり、その臭覚神経の伝達動作原理を世界で初めて科学的に証明した。

【目次】
1. はじめに
2. TCAについて
2.1 TCAの性質
2.2 TCAの分析事例
2.2.1 ワインの例
2.2.2 日本酒の例
2.2.3 住環境の例
3.「におう」ということ
4. TCAの嗅覚マスキング
5. おわりに

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≪BIO BUSINESS≫

バイオマス発電における事業化のポイントと落とし穴
Critical Factors in Commercialization of Biomass Power Generation

湯木将生 (三菱UFJ キャピタル(株))

【目次】
1. はじめに
2. 事例分析による事業の落とし穴
3. 事業計画の立て方と参入ポイント
3.1 設置条件の検討
3.2 バイオマス資源の特徴と資源の確保
3.3 固定価格買取制度の考え方
3.4 受入バイオマスに見合った技術特性の把握
3.5 廃棄物の処理および清掃に関する法律における産業系バイオマスの取り扱い
4. 事業採算を検討する上での注意事項
4.1 多面的な事業採算評価の重要性
4.2 シナリオ設定の重要性と事業採算の考え方
5. さいごに
4,950円
【特集】最新コレステロール代謝調節研究

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特集にあたって
Introduction

佐藤隆一郎 (東京大学)

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コレステロール合成・代謝・恒常性維持
Cholesterol Synthesis, Metabolism, and Maintenance of Homeostasis

井上順 (東京大学)
佐藤隆一郎 (東京大学)

 細胞内コレステロール代謝は厳密な調節を受けており、その制御は転写レベル・翻訳レベル・翻訳後修飾レベル等、多岐にわたる。本稿ではコレステロール代謝の恒常性維持機構において、代謝関連遺伝子の転写制御の中心的な役割を担うSREBP-2と、生合成の律速酵素であるHMG-CoA還元酵素に焦点を絞って、それらの制御機構について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. SREBP-2
2.1 SREBP-2活性化機構
2.2 新規ステロールセンシングドメインタンパク質TRC8によるSREBP-2プロセシング制御
3. HMG CoA 還元酵素
3.1 HMG CoA 還元酵素分解機構
3.2 TRC8による HMG CoA 還元酵素分解の制御
4. おわりに

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酸化コレステロールの生体内の存在とその意義-分子各論-
Oxycholesterol In Vivo and Physiologycal Function - Molecular Itemized Discussion -

田中翔士 (九州大学)
佐藤匡央 (九州大学)

 酸化コレステロールは、生体内で積極的に合成される分子と「不可抗力」として酸化される分子に大別される。最近報告数の多い酸化コレステロールについて、その起源と疾病との関係を動物実験・疫学データを中心に概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 24(S)-Hydroxycholesterol{24(S)-OH}
3. 27-Hydroxycholesterol(27-OH)
4. 4β-Hydroxycholesterol(4β-OH)
5. 25-Hydroxycholesterol(25-OH)
6. コレステロールの7位炭素の酸化物
 {7-keto cholesterol(7-keto), 7α-Hydroxycholesterol(7α-OH),
 7β-Hydroxycholesterol(7β-OH)}
7. おわりに

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MafB は悪玉コレステロールによる刺激を伝え, 泡沫細胞の蓄積を促進し動脈硬化の原因となる
MafB Promotes Atherosclerosis via Enhance Accumulation of Foam Cell

濱田理人 (筑波大学)
高橋智 (筑波大学)

 動脈硬化は、酸化コレステロールなどの脂質が血管の傷などから血管内皮下に溜まり、これを取り込んだマクロファージが泡沫細胞となり、その場に蓄積することで血管が狭くなる病態である。筆者らは転写因子MafBが酸化コレステロールのシグナルを受けて、泡沫細胞のアポトーシスを阻害し動脈硬化を促進することを見出した。

【目次】
1.はじめに
2. 転写因子MafBと動脈硬化
3. Mafb欠損マウスは動脈硬化が改善する
4. 泡沫細胞のアポトーシス抑制の分子メカニズム
5. おわりに

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脂質代謝とアルツハイマー病
Lipid Metabolism and Alzheimer Disease

道川誠 (名古屋市立大学)

 1993年にHDL新生を通してコレステロール代謝を司る apolipoprotein E の対立遺伝子 epsilon 4 が遺伝的な危険因子であることが明らかになって以来、脳内脂質代謝変動とアルツハイマー病分子病態との関連が注目されている。これらの関連に関してさまざまな仮説が提唱されたが、予防・治療法開発に発展したものはない。本稿では、これらの関連について新たな展開を含めて紹介した。

【目次】
1. はじめに
2. 脂質代謝とアルツハイマー病を考える際のアプローチ
3. コレステロール代謝とアルツハイマー病
3.1 血液脳関門の存在
3.2 疫学データにおける乖離
4. 脳内脂質代謝変動とアルツハイマー病分子病態
4.1 コレステロールとアルツハイマー病
4.2 脳内ApoEとアルツハイマー病分子病態―脳内HDLの意義
4.3 他の脂質代謝とアルツハイマー病
4.4 スフィンゴミエリン(SM)

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マイクロRNAによる脂肪酸・コレステロールの制御機構
The Role of miRNAs in the Regulation of Fatty Acid and Cholesterol Metabolism In Vivo

尾野亘 (京都大学)

 ヒトを含む哺乳類一般にはmiR-33aおよびmiR-33bが、それぞれSREBP-2とSREBP-1のイントロンに存在する。げっ歯類はmiR-33aしか持たず、miR-33a欠損マウスはHDLCの上昇を示し、動脈硬化抵抗性であった。今回筆者らはmiR-33bを持つマウスを作製したところ、逆にHDL-Cが低下した。

【目次】
1. はじめに
2. microRNAとは
3. miRNA-33とHDL-C
4. miRNA-33と動脈硬化
5. miR-33と脂肪酸代謝
6. miR-33bの機能解析とmiR-33a/bの意義
7. おわりに

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善玉コレステロール産生の初期段階の可視化
Visualization of the First Step of HDL(Good Cholesterol) Formation

石神正登 (京都大学)
植田和光 (京都大学)

 末梢細胞の過剰なコレステロールはHDL(apoA-I・脂質複合体)として肝臓へ戻される。HDL形成にはABCタンパク質の一つであるABCA1が必須だが、その機構には不明な点が多い。最近、筆者らは全反射照明蛍光顕微鏡を用いた1分子観察によって、HDL形成の初期段階にABCA1が一時的に二量体化することを見出した。

【目次】
1. はじめに
2. コレステロール排出に関わるABCタンパク質
3. HDLとLDL
4. 膜ドメイン形成を介したHDL形成機構
5. 筆者らが提唱しているHDL形成モデル
6. HDL産生初期段階の可視化
7. ABCA1二量体化の生理的意味
 
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疾患とコレステロール
Diseases and Cholesterol

横山信治 (中部大学)

 コレステロールは動物細胞膜における情報伝達機能を発現するための必須の脂質分子であり、我々はこれを維持するための厳密な恒常性制御の体系を備えている。しかし、そのための遺伝子の進化の到達点は、この分子の不足の対策に全力が注がれており、過剰供給は想定外である。そのための危機管理体制の不備が、動脈硬化を引き起こすと考えれば理解しやすい。

【目次】
1. 生体におけるコレステロールとは?
2. コレステロールの代謝学・栄養学
3. コレステロールと疾患
4. 我が国における「脂質リスク」の公衆衛生学的考察

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≪BIO R&D≫

底面基材の異なるマイクロウェル型細胞培養デバイス
Microwell-type Cell Culture Devices Made by Several Materials

八尋寛司 (STEM バイオメソッド(株))

 細胞培養の方式は二次元平面培養法と三次元細胞塊培養法に大別され、その研究や実験の目的に応じて従来から使い分けが行われている。この2種類の培養方式は、培養容器の基材材質と表面性状を選択することで切り替えが可能となる。本稿では、特に細胞と基材が接する重要な箇所である容器底面の材質と表面性状に着目して、両方式の細胞形態や用途事例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 樹脂製の底面基材における細胞培養
3. ガラス製の底面基材における細胞培養
4. ゲル製の底面基材における細胞培養
5. 微小孔シリコン製の底面基材における細胞培養
6. おわりに

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≪BIO BUSINESS≫

フードナノテクをめぐる規制の国際動向:米欧を中心に
Regulatory Issues of Food Nanotechnologies:Implications from the US and the EU

立川雅司 (茨城大学)
松尾真紀子 (東京大学)

【目次】
1. はじめに
2. 国際機関による取り組み : FAO/WHO, OECD
3. アメリカにおける規制動向とその特徴
3.1 FDAによるナノテク・タスクフォース
3.2 定義および表示に関して
3.3 新技術の規制に関する基本原則
4. EU における規制動向とその特徴
4.1 食品添加物規則, 新規食品規則, 食品情報規則
4.2 欧州食品安全機関における検討
5. リスク・ガバナンス上の課題
4,950円
【特集】食品の複雑系を解き明かせ

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食品成分間相互作用と味覚修飾
Taste Modification Induced by Interaction Between Food Components

朝倉富子 (東京大学大学院)
石丸喜朗 (東京大学大学院)

 食品中には多数の成分が存在し、それらは互いに相互作用しながら存在している。味の評価はこれまで官能評価によって行われてきた。近年これに替わる評価方法として味覚受容体を発現させた培養細胞系が利用できるようになった。苦味抑制を例に、味物質と相互作用する分子とその作用機構について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 五基本味と味覚受容体
3. 食品成分による苦味抑制
4. 食品加工における味覚研究の重要性と今後の課題

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食品の香気成分複雑性に基づく解析技術と食品の質的評価への応用
Application of Non-targeted Flavor Analysis for Evaluation of Food Quality

飯島陽子 (神奈川工科大学)

 食品の品質は、食材自体の質、調理や加工方法、保存方法など様々な条件の影響をうけるため、その評価には一部の特定成分に着目するのではなく、包括的な成分変動を把握することが必要である。特に、食品のにおいや香りは、食品に対するおいしさや好みの判断において重要である。ここでは、香気成分分析における成分複雑性に重きをおいたノンターゲット分析に基づく最近の解析技術とその利用例について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 複雑性に基づく分析方法とは
2.1 香気成分のノンターゲット分析
2.2 香気成分捕集法と分析
2.3 インフォマティクスによる複数バッチ解析技術
3. 分析例
3.1 ショウガ根茎の品質評価
3.2 トマト果実の成熟評価
4. 今後の展望:他の定量的データとの相関性による食品の包括的理解

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NMRプロファイリングによる食品の加工・品質・機能性の総合評価
Comprehensive Evaluation of the Processing, Quality and Functionality of Foods Using NMR-based Metabolic Profiling

小谷良徳 (東京大学)
宮川拓也 (東京大学)
田之倉優 (東京大学)

 核磁気共鳴(NMR)法は、食品中の成分の変質と損失を最小限に抑えて、化学的性質の異なる幅広い成分を定量的かつ網羅的に検出できる分析法である。本稿では、食品の品種や産地の鑑別、食品の二次・三次機能である感覚機能と生体調節機能の評価に近年応用されているNMRプロファイリングについて概説する。

【目次】
1. はじめに
2. NMRの測定原理
3. 食品のNMRメタボロミクスと加工過程のモニタリング
4. 食品評価のためのNMRパルス技術
5. 多変量解析に基づくNMRプロファイリング
5.1 食品の品種鑑別への応用
5.2 食品開発のための官能評価モデルの構築
5.3 食品の機能性評価と生理活性成分の同定
6. おわりに

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ナノ微粒子支援型質量分析(Nano-PALDI MS)による食品多成分評価法
Nano-Particle Assisted Laser Desroption/Ionization Mass Spectrometry (Nano-PALDI MS) for Food Analysis

平修 (福井県立大学)

 食品(複合成分系)を簡便に分析するためには、要素還元的な手法では限界がある。質量分析は一度の測定で複数成分を検出でき、食品分析に適している。本稿では、ナノ微粒子支援型レーザー脱離イオン化質量分析(Nano-Particle Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry : Nano-PALDI MS)による食品多成分の検出法と、可視化法について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. Nano-PALDI MS による食品成分検出
3. Nano-PALDI MS 法による農薬検出
4. Nano-PALDI質量分析イメージング(MSI)
5. おわりに

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硫黄を含んだ代謝物を一斉に解析する「S-オミクス」
S-Omics : Comprehensive Analysis for Sulfur-Containing Metabolites

中林亮 ((独)理化学研究所)
斉藤和季 ((独)理化学研究所)

 含硫黄代謝物は、様々な生物に対して多岐にわたる活性を有する興味深い特異的代謝物であるにもかかわらず、これらを精微に分析する質量分析を基盤とした手法は少ない。そこで筆者らは含硫黄代謝物を一斉に解析するS-オミクスを開発した。これにより多くの新規含硫黄代謝物の発見やそれに関する応用研究の発展が期待できる。

【目次】
1. はじめに
2. タマネギにおけるS-オミクス
3. 統合メタボロミクス
4. おわりに

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食の来た道還る道
Foods from Environment through Human Being

菊地淳 ((独)理化学研究所)

 食品は高分子および低分子の有機物と、多様なミネラルとの複雑系で構成されており、複雑系だからこそヒトの飽くなき欲求を誘引し、そして満たすことができる。しかしヒトの欲求は食の来た道と還る道への資源循環を偏らせ、持続可能型社会の形成に警笛を鳴らすものでもある。本稿では分離精製を前提としない、食品素材複雑系への有機物・無機物統合解析を鳥瞰しつつ、ヒトの摂食代謝から廃棄物処理までを研究対象とする筆者らのアプローチを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 食品素材の複雑性とヒトの要求
3. 食品素材複雑系へのアプローチ
4. ヒト・常在菌が織りなす食品代謝の複雑系反応場
5. 廃棄物再利用の複雑系反応場
6. おわりに

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LC-MS専用非ラベル化アミノ酸分析カラムの開発
Development of a Novel Amino Acids Analysis Column for LC-MS without Derivatization

矢澤到 (インタクト(株))
立川宏 (インタクト(株))

 近年普及している汎用LC-MSを利用した非誘導化アミノ酸分析専用カラムを開発した。60年におよぶ誘導化アミノ酸分析法の歴史に変革がもたらされることが期待される。この新規カラムの設計と特長について述べるとともに、各種アミノ酸や食品試料などへ適用し、その有用性を検証した。

【目次】
1. アミノ酸と分析法の歴史
2. LC-MS用アミノ酸分析カラムの設計と仕様
3. 分析カラムの特長
4. 遊離アミノ酸の分析例
5. おわりに

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≪BIO R&D≫

最近明らかになったコエンザイムQ10の新しい作用メカニズム
New Mechanisms of Action of Coenzyme Q10 Found Recently

久保博司 ((株)カネカ)
細江和典 ((株)カネカ)

 コエンザイムQ10の代表的な作用メカニズムとしてはミトコンドリア電子伝達系の電子伝達体としてエネルギー(ATP)産生に不可欠な役割を果たすこと、および脂溶性の抗酸化物質として生体成分を酸化から防御することが知られている。最近の研究により、新しい作用メカニズムとして、サーチュイン遺伝子を介するミトコンドリア機能賦活作用および一酸化窒素(NO)産生を介する血管内皮機能改善作用が明らかになった。

【目次】
1. はじめに
2. 老化遅延および加齢性難聴進行抑制効果と長寿遺伝子を介するミトコンドリア賦活作用
2.1 老化促進モデルマウスでの老化および加齢性難聴に対する進行抑制効果
2.2 老化および加齢性難聴の進行抑制における作用メカニズム
2.3 将来展望
3. ゴルジ体でのNO産生を介する血管内皮機能改善作用と将来展望
4. おわりに

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≪BIO BUSINESS≫

トクホ飲料・機能性飲料の市場動向
Trends in the Beverages Designated as a Food for Specified Health Uses & Other Functional Beverages Market

【目次】
1. 炭酸系トクホ飲料
2. 茶系トクホ飲料
3. コーヒー系トクホ飲料
4. トクホ以外の機能性飲料
4,950円
【特集】最新バイオイメージング技術の利用拡大

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創薬研究におけるイメージング技術の利用動向
Current Bioimaging Methodologies in Drug Discovery

三好荘介 (アステラス製薬(株))

 創薬研究の課題として臨床予測性の向上があり、その解決策の一つにヒトの病態をより反映するような動物モデルの開発と動物モデルの臨床と同様な評価が期待される。本稿では、創薬研究におけるイメージング技術の利用動向について、PET、CT、MRIのような臨床画像診断方法の動物実験への適用例を中心に述べる。

【目次】
1. はじめに
2. PETイメージング研究
3. CTイメージング研究, MRイメージング研究
4. 薬物誘発性の毒性予測バイオマーカーとしてのバイオイメージング研究
5. おわりに

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疾患の質的診断から治療に向けたイメージング技術の開発動向
Recent Progress in Imaging Technology for Qualitative Diagnosis and Treatment of Diseases

藤林靖久 ((独)放射線医学総合研究所)

 長寿命化している現代社会において、がんや認知症等の老化関連疾患は、多様な原因分子からなる複数種の疾患の集合であることが解明されてきている。本稿では、これらの疾患を例に、質的診断から治療に向けたポジトロンCT(PET)イメージング技術の開発動向について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. がん
3. 脳

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MALDI-MSイメージングによる緑茶カテキンの動物組織内分布解析
Analysis of Distribution of Green Tea Catechin in Animal Tissues by MALDI-MS Imaging

藤村由紀 (九州大学)
三浦大典 (九州大学)
立花宏文 (九州大学)

 緑茶カテキンの保健効果の理解には摂取後の体内分布の解明が必要である。質量分析イメージング(MSI)は、組織切片上の異なる質量の生体分子群の分布を非標識で同時に画像化できる新たな技術であり、本稿では、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)-MSIによる緑茶カテキンの動物組織内分布の可視化法を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 質量分析イメージング
3. 緑茶カテキンを可視化するマトリックスの探索
4. 組織内微量摂取成分の同定戦略
5. 緑茶カテキンEGCGの代謝分布の画像化
6. おわりに

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超音波顕微鏡による皮膚イメージング
Skin Imaging with Ultrasound Microscope

西條芳文 (東北大学)

 皮膚のエイジングによるたるみやシワには、加齢による真皮のコラーゲン量の減少や、コラーゲンの質の変化による柔軟性や収縮性の低下が強く関与している。従来行われてきた、吸引や引っ張りによる生体皮膚弾性の機械的評価方法では、表皮と真皮の両方を合わせた特性しか計測できず、真皮のみの弾性計測には皮膚の内部構造を可視化しつつ弾性を計測する必要があり、超音波顕微鏡による皮膚イメージングは構造と弾性の両方を可視化する方法として注目されている。本稿では機械走査型超音波顕微鏡による摘出皮膚組織評価、三次元超音波顕微鏡による生体皮膚評価、皮膚の微細構造とバイオメカニクスの関係、超音波インピーダンス顕微鏡による皮膚表面の評価、音響放射圧による皮膚のバイオメカニクス計測について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 機械走査型超音波顕微鏡による摘出皮膚組織評価
3. 三次元超音波顕微鏡による生体皮膚評価
4. 皮膚の微細構造とバイオメカニクスの関係
5. 超音波インピーダンス顕微鏡による皮膚表面の評価
6. 音響放射圧による皮膚のバイオメカニクス計測
7. まとめ

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TOF-SIMSによる植物生体分子のイメージング
TOF-SIMS Imaging of Biological Molecules in Plants

青木弾 (名古屋大学)
松下泰幸 (名古屋大学)
福島和彦 (名古屋大学)

 飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)は高い平面分解能と表面感度を有するイメージング質量分析装置である。本稿では植物試料を対象としたバイオイメージングについて、特に細胞壁主要成分の一つであるリグニンの化学構造と量的評価、ならびに水溶性成分を対象とした凍結試料の測定に関する最新情報を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. TOF-SIMS の概要
3. 植物内の生体物質イメージングへの適用
3.1 細胞壁主成分高分子
3.2 リグニン
3.3 リグニンの重合様式とイオン化挙動
3.4 微小領域におけるリグニンの構造および量的評価
3.5 無機金属および低分子有機化合物
4. おわりに

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光子励起を組み合わせた光音響顕微鏡の高空間分解能化
High-resolution Photoacoustic Microscopy with Two-photon Excitation

山岡禎久 (京都府立医科大学)
高松哲郎 (京都府立医科大学)

 近年、光音響イメージングは生体深部を観察する方法として注目されている。本稿では、筆者らが考案した2光子励起を組み合わせた光音響顕微鏡について紹介する。通常、深さ分解能を向上させるために光音響波の高周波成分を使用しなくてはならないが、低周波成分を用いて光学的に深さ分解能を向上できるため、生体深部観察が可能である。

【目次】
1. はじめに
2. 光音響イメージングとは
3. 非線形光学現象の利用
4. 2光子励起光音響顕微鏡
5. おわりに

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生体試料深部の高速・高精細な蛍光イメージング装置の開発と応用
Development and Application of Fast and High-definition Fluorescent Microscope for Deep Imaging
下澤東吾 (早稲田大学)
清末優子 ((独)理化学研究所)

 近年、生命機能の理解を深めるために、組織や個体の深部で生体分子を高精細観察する技術が切望されている。筆者らはスピニングディスク型共焦点顕微鏡法と2光子励起法を融合し、両者の長所である高速・高精細観察と深部観察を両立した顕微鏡法を開発し、新手法の優位性を種々の生物試料を観察することで確認した。実用化されれば、ライフサイエンス分野の基礎研究のみならず、病理サンプル内のがん細胞をくまなく探すなど、医療等におけるニーズも期待される。

【目次】
1. 生命科学における光学顕微鏡
2. スピニングディスク型共焦点顕微鏡とピンホールクロストーク
3. 改良型CSUの構成とピンホールクロストークの評価
4. GFP発現動物の固定試料への応用
5. 個体深部のライブ観察への応用
6. おわりに

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BIO R&D

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自己組織化ペプチド技術のバイオマテリアルとしての応用
Biomaterial Application of Self-assembling Peptides Technology

長谷川雄也 ((株)スリー・ディー・マトリックス)

 自己組織化ペプチドは構成要素であるアミノ酸の配列を変えることによって性質や機能をカスタマイズ可能であり、生体適合性に優れているため、新しいバイオマテリアルとして利用されつつある。本稿では自己組織化ペプチド技術の特徴や医療応用について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 自己組織化ペプチドとは
3. 医療機器への応用
4. 再生医療への応用
5. ドラッグ・デリバリー・システムへの応用
6. 今後の展望

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次世代単子葉モデル植物「ミナトカモジグサ」の研究基盤整備について            
Development of Resource, Technology and Information for a Model Monocotyledonous Plant, Brachypodium distachyon

小林正智 ((独)理化学研究所)
氷室泰代 ((独)理化学研究所)

 地球規模の気候変動を背景として、食料や環境の問題が深刻になっている。そこで、単子葉植物のミナトカモジグサを穀物のモデルとして位置づけることにより、近年大きく進展した植物研究の成果を問題解決につなげようとする試みが始まっている。本稿では、研究の現状と今後の展望について、モデル植物を中心にまとめてみた。

【目次】
1. はじめに
2. 植物研究を支えるモデル植物とは
3. ようやく見えて来た単子葉のモデル
4. ミナトカモジグサの活用―未来を拓く取り組みについて

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目次: 【TOPICS】
天体画像処理あれコレ/西條善弘
宇宙からの視点特別編/池内 了
レナード彗星情報/中野主一
月のある絶景/榎本 司
ふたご座流星群2021の撮影/及川聖彦
星空撮影QUICKガイド/成澤広幸
「月・惑星」高画質画像撮影法/山崎明宏

【THE SKY】
1月の星空と天体観測/藤井 旭

【NEWS&EVENT】
ASTRO NEWS/石崎昌春、内藤誠一郎、塚田 健
TG情報局(新製品情報ほか)
ASTRO SPOTS+全国天文イベント情報

【天体写真】
読者の天体写真 観測ガイド
入選者の声(最優秀賞受賞者手記)

【連載】
星雲・星団案内/津村光則
天文学コンサイス/半田利弘
T.G.Factory/西條善弘
読者SPACE!
マサが行く!
柳家小ゑんのエントロピーガイア!/柳家小ゑん
リーマンサット・プロジェクト/鬼頭佐保子
今日からロケッティア!/足立昌孝
オーロラカレンダー/篠原 学
宇宙天気/篠原 学
星のある場所/森 雅之

【観測ガイド】
天文データ/相馬 充
流星ガイド/長田和弘
星食ガイド/広瀬敏夫
変光星ガイド/大島誠人
変光星の近況/広沢憲治
太陽黒点近況/時政典孝
小惑星ガイド/渡辺和郎
人工天体ガイド/橋本就安
惑星の近況/堀川邦昭
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2021年11月26日発売

目次:
Newton Special

“究極の理論”の最有力候補はどこまでできあがっているか?

超ひも理論

監修 松浦 壮

執筆 前田 武,中野太郎



2021年に生誕100周年をむかえた南部陽一郎博士が提唱した「弦理論」は,物理学の“究極の理論” の最有力候補として知られる「超ひも理論(超弦理論)」へと進化した。超ひも理論の基礎から最新研究まで,まとめて解説する。

Newton Special(2)

「世界一美しい式」がゼロからわかる

オイラーの等式

多くの科学者や数学者が「世界一美しい式」と称賛する式がある。「オイラーの等式」とよばれる「eiπ+1=0」だ。オイラーの等式のすばらしさにせまっていこう。

監修 小山信也
執筆 山田久美

FOCUS Plus

気象学

台風の脅威を減らし,恵みに変える「タイフーンショット計画」が始動

協力 筆保弘徳

執筆 今井明子

Super Vision

世界最大級の模擬宇宙

協力 石山智明

執筆 中野太郎

Topic

「科学的」とは何だろうか?

科学と疑似科学の境界を探り,科学的考え方を身につける

監修 伊勢田哲治

執筆 福田伊佐央

Topic

眠りを変える技術「スリープテック」

世界が注目する,快眠にみちびく最新テクノロジー

監修 栗山健一

協力 樋江井哲郎

執筆 山本尚恵

Topic

スマホ依存になっていませんか?

使う時間と場所を自分で制御できない心の病

監修 髙橋英彦

執筆 福田伊佐央

Nature View

海の王者サメ

独自の進化が生んだ特殊な体と生態

監修 田中 彰

執筆 薬袋摩耶

Topic

地球が好きになる岩石図鑑

石には地球の歴史が詰まっている

監修 西本昌司

執筆 中作明彦

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宇宙飛行士の訓練


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吃音症はなぜ起こるのか 神経科学が示す治療の糸口

ジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡 ついに開眼へ

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◇SCOPE
エキノコックス なぜ日本に?/国産ワクチン開発 今後の課題は/
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目次: 【総力特集】
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●生命の大移動
数千種の動植物が生きるセレンゲティ。野生の営みが見られるが、そのバランスが崩れる危機がある。
●思いがけない真の王者
オグロヌーはセレンゲティで最も重要な動物だ。太古から大移動を繰り返し、草原の生命を循環させてきた。
●フォトエッセイ 野生の地に暮らす
セレンゲティには豊かな伝統を守りながら暮らす人々がいるが、資源をめぐる難題が影を落としている。
●聖なる森の声を聴く
ケニア南部のロイタ地域には、マサイの人々にとって神聖な森がある。その森を守る精神的指導者に話を聞いた。
●フォトエッセイ 命を懸けた戦い
季節によって獲物が増減するアフリカの平原では、次の食べ物にありつけるかが命を懸けた重要な問題となる。

○特製付録:大平原が支える生命/オグロヌーの大移動


【コラム】
○地球を感じる
●模様
生き物たちがまとう、多種多様な模様。捕食者から身を守るためだったり、パートナーを獲得するためだったり、目的はいろいろだが、どれも自然が生み出したアートだ。
●音
ガラガラヘビが威嚇する音からクモの糸が振動する音、クジラの歌声にオオカミの遠吠え……自然界に存在する、さまざまな音について、読んで、そして聞いてみよう。
●色
火山の噴火が創り出したキャンバスを、ちっぽけな微生物から高くそびえる樹木まで、多種多様な生き物たちがカラフルに彩る。溶岩を吹き出すアイスランドの火山を訪れた。
●香り
100年以上前、ハワイの山腹でひっそりと姿を消したアオイ科の木の花。永遠に失われたその香りをよみがえらせようと、科学者たちが残された標本を基に復元に取り組んだ。
●スピード
2000年以降、世界各地の氷河から溶け出した水は5.3兆トンを超える。景観は一変し、海水面は上昇を続けている。

●読者の声
●テレビでナショジオ
●次号予告
●日本の百年「アフタースキーのお楽しみ」
●今月の表紙:草を求めて移動していくシマウマとオグロヌー。捕食動物が潜む場所では、よく一緒に行動する。

参考価格: 1,210円 定期購読(3年プラン)なら1冊:794円

テレビや新聞では報道されない、世界の“いま”を知ることができます。

  • 2021/10/29
    発売号

  • 2021/09/30
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  • 2021/07/30
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5 月刊星ナビ

アストロアーツ

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月刊星ナビ

2021年12月03日発売

目次: 特別付録は星見や撮影にも便利な「星空ハンドブック2022」。特集の「星のゆく年くる年」で2021年の天文イベントを振り返り、2022年を迎える準備をしましょう。

★表紙画像
大熊正美さん撮影の「11月8日 白昼の金星食」です。青空の中、細い月とキラリと輝く金星の姿が美しいです。

★綴じ込み特別付録 星空ハンドブック2022
2022年の毎月の星図と主な天文現象、惑星の動き、天体出没表などをまとめた便利なハンドブック。B5版で見やすく、フィールドへ持ち出しやすいサイズです。

★暮れる2021年×明ける2022年 星の「ゆく年」
「2度の月食」や「ペルセ群突発出現」が話題になった2021年。「はやぶさ2」のサンプルリターンや加速する有人宇宙開発、コロナ禍で行われた天文イベント、新発売の天文機材をまとめました。

★暮れる2021年×明ける2022年 星の「くる年」
2022年の天文界は私たちにどんな天文ショーを見せてくれるでしょうか。注目は「皆既月食と同時に起こる天王星食」。そのほかにも、好条件のしぶんぎ座流星群や5惑星の接近、火星の最接近など見逃せない天文現象が満載です。

★機材セレクション 進化した電視観望専用機 eVscope 2
一世を風靡した電視観望専用望遠鏡「eVscope」の次世代機「eVscope 2」が発売されました。光害のある場所でも写真に近い天体の姿を楽しめたり、スマートフォンを用いて天体画像をシェアしたりできます。実際に試用してレポートします。

★Observer’s Navi 2022年の注目現象 小惑星による恒星食・変光星・彗星
2022年に観測したい現象を項目ごとに解説。好条件なものが多い「小惑星による恒星食」、2022年注目の「変光星と観測ポイント」、大化けの可能性もある「彗星」。気になるトピックをチェックして2022年に備えましょう。

★天文台マダムがゆく 拡大版 みんなでワイワイ!宇宙ボードゲームで盛り上がろう
アナログ世代には懐かしく、デジタルネイティブには斬新で現在ブーム再燃中のボードゲーム。家族や仲間で楽しめる、宇宙にまつわる2作品を紹介します。

参考価格: 960円

星空の楽しみ方を提案する新しいスタイルの情報誌

  • 2021/11/05
    発売号

  • 2021/10/05
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  • 2021/09/03
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6 環境ビジネス

日本ビジネス出版

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環境ビジネス

2021年09月15日発売

目次: 第6回 トップリーダーに訊く
三菱ふそうトラック・バス株式会社
代表取締役社長 最高経営責任者(CEO)ハートムット・シック氏

【特集1】製造業で加速する脱炭素の流れ

脱炭素対策は“リスク回避”というより“機会獲得”の有効手段
みずほリサーチ&テクノロジーズ

少なくとも産業界の CO.、 90%削減 国を挙げて取り組む「工場脱炭素戦略」
駐日英国大使館 公使参事官

政策ツールを総動員し、製造業を含め産業界全体を後押し
経済産業省

企業の脱炭素を促進 工場・事業場における環境設備の導入に 1/3補助
環境省

他社に先駆けた取組みでビジネスチャンスを掴む
恩田金属工業

グリーンスチール実現に向け、製造プロセス自体の変革を
ティッセンクルップ・ジャパン


【特集2】製造業に課せられる脱炭素対策

再エネ電化・非化石燃料化が責務に 工場の脱炭素操業と省エネ
環境ビジネス編集部

化石エネルギー源に依存した熱源と廃熱の利活用をエネルギーマネジメント
環境ビジネス編集部

事業の持続的発展には環境と経済の両視点が必要
紅屋ホールディングス

蓄電システムの普及で再エネの拡大・安定化を
エネマン

太陽光発電× NAS電池の導入で脱炭素化と BCPを同時に実現
山一電機

大容量のエネルギーシフトを可能にする NAS電池
日本ガイシ

脱炭素へ向け、“潤滑油で省エネ”の発想
EMGルブリカンツ

【東京ゼロエミッションえの道】
2030年カーボンハーフ実現に向けて全庁一丸となって脱炭素行動を推進
東京都 環境局長

イノベーションを加速させ、持続可能な資源利用の実現を目指す
東京都 環境局 資源循環推進部


【FOCUS】
国産木質バイオマス発電のエフオンが電力小売事業に参入
エフオン

戦略的アライアンスで脱炭素社会の実現を目指す
長瀬産業

顧客の要望に対応し、カスタマイズした架台を提供
安泰ソーラー

脱炭素経営が求められる背景とその実践
香川県

気候変動リスクに備える適応策とは
香川県

【TOPICS】
CO2の有効活用に光明 メタネーション装置

「仙台 事業構想大学院」が来春開設

【特集3】ゼロエミッション工場を実現する先進工場事例


脱炭素化は地球でビジネスを行う上でのライセンス
サントリー

グリーバルで CO.排出ゼロの工場づくりを目指す
パナソニック

グローバルで 2035年自社工場のカーボンニュートラルを発表
トヨタ

環境に配慮した商品づくりを目指す 長期ビジョン達成へ、工場の脱炭素化を推進
カルビー

【特別企画】全国各地で開発が進む洋上風力発電
国は初の選定事業者に浮体式洋上風力を選定
環境ビジネス編集部

全国各地の案件形成を加速させ洋上風力の有望区域選定を増やす
環境ビジネス編集部

全国各地で進む洋上風力発電事業の開発には巨額投資の継続性が不可欠
デロイトトーマツコンサルティング

次世代ネットワークに転換し大量導入の課題である送電容量を確保
資源エネルギー庁

【巻頭グラビア】
発電プラント屋上のレクリエーション場「 CopenHill」

藻類で空気清浄する遊び場「 AirBubble」

【イベント・フォーラム・シンポジウム】
第22回環境ビジネスフォーラム~工場・ビル・施設の脱炭素化

【COLUMN】
Environment★Entertainment 映画「 MINAMATA」


未来海図
日清食品ホールディングス

Circular Economy リーディングカンパニーの挑戦
ヴェオリア・ジャパン

2050年脱炭素社会の現場
ジャーナリスト桃田健史氏

日本文明を環境から解き明かす 第17回「家康の隠居地・駿府の謎」
元国土交通省河川局長竹村公太郎氏

リーガルチェック!
株式会社タイムマシーンアンダーライターズ稲田行祐氏/シティユーワ法律事務所齋藤崇氏

Carbon Neutral Designer's File
空港施設

GREEN CREATIVE TRANSFORMATION
Looop

GREEN ECONOMY
国際協力銀行佐藤勉氏

マダニが媒介する新興感染症の脅威
国立環境研究所五箇公一氏

森田正光の一体何が問題なの!?
気象予報士森田正光氏

Offshore Wind
日本気象名川広志氏

洋上風力発電を成功に導くために
渋谷潜水工業 渋谷正信氏

GREEN ESSAY
在独ジャーナリスト田口理穂氏

参考価格: 1,324円 定期購読(1年プラン)なら1冊:1,300円

環境推進のための実務誌

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  • 2021/03/15
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電気設備の保守管理。電験・管理士受験指導

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月刊マテリアルフロー

2021年12月01日発売

目次: 特集//物流テック最前線 ~自動認識,ロボティクスからDX人材育成まで
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今や,本誌特集の定番のイメージもある物流テック。IT,ロボティクス,AI,DX……等々,フォーカスするポイントによって様々な切り口があり,今シーズンも何度目かのイシューとなったが,メインテーマを同じくしながらも,毎回全く彩を変えてお届けしたいと考えている。今回は,自動認識技術の物流関連トピックを総覧してJAISAのキーマンに語っていただき,先端ロボット導入現場その後のリアルな改善報告という視点で日通×ラピュタの現場ルポ,ASLFの超速ルポでは,先端卸企業対談で「DX人材の育成」という未来志向の取り組みを掘り下げた。三菱商事×GreyOrangeのセミナー報告では海外初の新たなビジネスの潮流から,RaaSの実際について詳らかに紹介。フィニッシュはいよいよその成果の全貌が見え始めてきたSIPの注目トピックについてダイジェストでお届けする。色とりどりの物流テックの「今」を読み取っていただければ幸いである。(編集部)
…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…


■特集
[日本自動認識システム協会]
物流DXに貢献する自動認識技術
◎RFID・画像認識とのハイブリッド活用主流に

[日本通運/ラピュタロボティクス]
AMR増強でヒトとの協働型オペレーションを徹底追求
◎トータルピッキングからオーダーピッキングへ転換

[ASLF2021誌上セッション|先端卸企業対談]
デジタル化時代の課題を突破する物流人材の素養とは
◎トラスコ中山(株) 取締役 物流本部 本部長 直吉秀樹氏×㈱PALTAC 常務執行役員 研究開発本部長 三木田雅和氏

[三菱商事×GreyOrange|オンラインセミナー]
倉庫ロボットの潮流を語る~今,世界で注目のマイクロ・フルフィルメント・センターとは
◎GreyOrange(株) CO-FOUNDER&CEO Samay Kohli氏

[戦略的イノベーション創造プログラム]
社会実装に向けて各プロジェクトの進捗を中間報告
◎SIP「スマート物流サービス」,オンラインシンポジウム開催

■企画
[日本物流システム機器協会]
半導体・電子部品不足に係る緊急覆面座談会
◎納期遅延から大幅売上減にまで波及しかねない半導体クライシスの実態

[展示会レポート]
第23回 自動認識総合展
AUTO-ID & COMMUNICATION EXPO

[統計調査レポート]
物流関連市場調査結果を紹介
◎食品通販,ERPパッケージ,段ボール市場の将来予測

■連載
[物流現場を刷新するDDM(デジタル・デシジョン・メイキング)入門]2
デシジョン(判断)するコンピュータが現場を劇的に変革
◎The Team Digital Decision LLC 代表 酒匂秀敏

[医薬品GDP入門]12
GDPガイドラインの実践に向けて
◎小山ファーマコンサルティング 代表 小山靖人

[チャイナレポート]9
《キーパーソンインタビュー》落とし穴にはまった大企業が再び走り出せるようになる顧客最優先の新時代SCM…中国科学院ソフトウェア研究所 研究員 韓永生教授
《物流改善事例》ロジスティクスはどのようにしてブランド力を高めるための強力なツールになるのか?…eifiniサプライチェーン
《ニュースフラッシュ》

[LOGI裏の統計学]8
海上運賃の高騰を機に考える国際物流コストの統計~貿易統計をベースにしたコスト把握アプローチで実態に迫る
◎合同会社サプライチェーン・ロジスティクス研究所,城西大学非常勤講師/久保田精一

[システムの眼Ⅱ]65
八番目の孫は突如やって来た
◎早稲田大学 名誉教授/高橋輝男

[5分で読める教養講座 87《おススメ書籍》ひとくちガイド]
核心の中国~習近平はいかに権力掌握を進めたか(朝日新聞出版)
旧制高校物語~真のエリートのつくり方(潮書房光人新社)
西郷隆盛101の謎~なぜ今も日本人にこれほど愛されているのか(文春文庫)
◎小泉事務所 代表/小泉 豊

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物流現場・人とITを結び付け、ロジスティクスを具現化する

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