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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4,950円
【特集】 滅菌・不活性化技術の最前線
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特集にあたって

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民谷栄一(大阪大学 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 教授)




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特定化学物質等障害予防規則に対応する新規MRガス滅菌技術の展開
MRG Sterilization System:Nonecorrosiveness to Equipment High Performance Sterilization

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羽柴智彦((株)ウイングターフ 代表取締役)

次世代の医療技術やバイオテクノロジーを用いた技術や製品が目白押しの今日,その本格的な普及のためには,そのベースとなる品質と安全性の保証が不可欠である。旧来の滅菌技術では対応が困難でもあり,発がん性等の安全性の問題から法規制も強化されている中で,新規ガス滅菌システムMRGを解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 特化則の改正について
3. ホルムアルデヒド燻蒸殺菌に替わる環境殺菌方法
4. MRG滅菌システムの特徴
5. MRG滅菌システムの適用事例
6. 従来の環境殺菌におけるホルムアルデヒド燻蒸殺菌の問題点とMRG滅菌システム
7. おわりに


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小型プラズマ発生装置を用いた殺菌
Sterilization by Atmospheric Pressure Plasma Devices of Small Size

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北野勝久(大阪大学 大学院工学研究科 原子分子イオン制御理工学センター 准教授)
井川 聡(大阪府立産業技術総合研究所 化学環境部 環境・エネルギー・バイオ系 研究員)
浜口智志(大阪大学 大学院工学研究科 原子分子イオン制御理工学センター 教授)

熱負荷の少ない大気圧低温プラズマを利用した滅菌の研究を進めている。LFマイクロプラズマジェット方式を利用した,安価な小型プラズマ源の開発を行った。生体に対する殺菌応用を目的にし,液中における殺菌を試みたところ,pHを低下させることで劇的に殺菌力を高めることに成功した。また殺菌には液中ラジカルが重要な役割を果たしていることがわかった。

【目次】
1. はじめに
2. 大気圧低温プラズマ
3. LFマイクロプラズマジェット
4. 液中滅菌
5. おわりに


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血液製剤の安全性と新規病原体不活化法の開発
Safety Control of Blood Products and Development of New Pathogen Inactivation

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浜口功(国立感染症研究所 血液・安全性研究部 室長)
山口一成(国立感染症研究所 血液・安全性研究部 部長)

血液製剤の不活化技術は輸血量法の安全性担保に役立つことが大いに期待される。不活化技術開発の状況と実用化に向けた問題点について,国内外の現状を概説する。

【目次】
1. 血液製剤とは
2. 血液製剤の製造
3. 血液製剤の副作用
4. 輸血後の感染症対策
5. 血漿分画製剤のウイルス不活化法の検討
5.1 Solvent/Detergent(S/D)
5.2 メチレンブルー
5.3 S-59(amotosalen)
5.4 リボフラビン
6. 血小板製剤を対象とした新しい不活化法の検討
7. 赤血球製剤を対象とした新しい不活化法の検討
8. 海外における病原体不活化法の取り組み
(1) ベルギー
(2) ドイツ
(3) オランダ
(4) フランス
(5) アメリカ
9. 日本における病原体不活化の取り組み
10. おわりに


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核酸検査薬製造におけるDNA除去技術
DNA Free Process for the Manufacturing Nuckeic Acid Test Kit

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北野史朗(凸版印刷(株) 総合研究所 ライフサイエンス研究所 研究員)

核酸検査薬は高感度に遺伝子を検出するシステムであるため,製造時にヒトゲノムなどの混入を防ぐことは製品の品質を保証する上で非常に重要である。そこで,製品部材のDNAフリーを簡便に行えることを目的とし,MRG(メタノールラジカルガス)によるDNAの分解についてInvader(R)アッセイやリアルタイムPCRアッセイを用いて評価を行い,DNA分解の鍵因子は「ラジカル」と「熱」であることを突き止めた。MRGによりゲノムはほぼ20bp以下にランダムに分解され,残留物により核酸検出を阻害されることがないことも明らかになった。さらに気相反応であるので微細構造を有する部材にも対応でき,よってMRG処理が核酸検査薬製造上の有力なDNA除去技術であることが示された。

【目次】
1. はじめに
2. 核酸検査薬製造におけるヒトゲノム除去,分解の重要性
3. MRGによるDNAの不活化
3.1 実験方法
3.2 結果および考察
4. MRGによるDNAの切断
5. MRG処理後の残存ゲノムの定量評価
6. UV照射との比較
7. おわりに


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バイオ不活化の検査とバイオセンサー
Biosensors for Evaluation of Sterilization Process

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民谷栄一(大阪大学 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 教授)

感染性を有する有害な微生物やウイルスなどから安全性を確保するためには,今回の特集で取り上げられた種々の方法を用いてこれらを不活化することが重要である。また,その不活化のプロセスを評価し,正確に制御することが求められる。特に,オンサイトで評価できるシステムが望ましい。ここでは,感染性生物の特定遺伝子を迅速にオンサイト測定するセンサーシステムについて筆者らの成果を紹介する。

【目次】
1. マイクロ流体型PCRチップによる遺伝子の定量検出
2. マイクロチャンバーアレイチップを用いた食中毒関連微生物の遺伝子検出
3. 電極型遺伝子センサーと簡易型遺伝子計測への応用


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殺菌・ウイルス不活化技術の現状と問題点
The Present and Problem on Sterilization and Disinfection Technology

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小柳義夫(京都大学 ウイルス研究所 エイズ研究施設 ウイルス病態研究領域 教授)

医療の高度化,人口の高齢化,グローバル化による交通網の発達が急速に進む現代社会において,病原微生物対策は人類の存亡にとって必須の作業である。この対策において,もっとも重要である滅菌法と消毒法のそれぞれの現状,そして,対象物の変化あるいは環境汚染を考慮に入れた殺菌・ウイルス不活化技術の問題点について,概説を行う。

【目次】
1. はじめに
2. 滅菌法の現状
2.1 高圧蒸気滅菌
2.2 酸化エチレンガス滅菌
2.3 乾熱滅菌
2.4 濾過滅菌
2.5 過酸化水素低温ガスプラズマ滅菌
2.6 放射線滅菌
2.7 ウォッシャーディスインフェクター
3. 消毒法の現状
3.1 化学的消毒法
3.1.1 アルコール(エタノール・イソプロパノール)
3.1.2 グルタラール(グルタルアルデヒド)
3.1.3 フタラール(オルトフタルアルデヒド)
3.1.4 塩素化合物(次亜塩素酸ナトリウム,よく次亜と略す)
3.1.5 クレゾール
3.1.6 陽イオン界面活性剤(塩化ベンザルコニウム,BAC)
3.1.7 ヨウ素化合物(ヨードチンキ・ポビドンヨード,PVP-I)
3.1.8 両性界面活性剤(塩酸アルキルポリアミノエチルグリシン)
3.1.9 ビグアニド剤(グルコン酸クロルヘキシジン,CHG)
3.1.10 過酸化物(過酸化水素)
3.2 物理的消毒法
3.2.1 煮沸消毒法
3.2.2 紫外線殺菌
4. 感染症法について
5. おわりに


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環境滅殺菌の国際動向
International Trend in Sterilization for Biomedical Environment

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黒澤努(大阪大学 大学院医学系研究科 実験動物医学教室 准教授)

バイオメディカルサイエンス分野では滅菌,消毒,殺菌は日常的な操作である。しかし,実験動物施設のような広大な実験動物飼育環境自体を清潔に保つためには環境の滅殺菌という概念が必要となる。その対象となる空間には,無機物だけでなく,実験動物,研究者,技術者など生体が含まれることから,その方法は極めて複雑となる。このため従来は環境から生体をすべて排除した上で,フォルマリン燻蒸が行われていたが,特化則改正によりフォルマリンが規制された。これを国際的な滅菌消毒の動向とともに解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 実験動物施設の飼育環境滅菌消毒
3. 医療機器の滅菌消毒
4. ABSL3,4(動物バイオセーフティーレベル3,4)対応施設
5. 国際的な動き


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BIO R&D

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消費者が安心と感じ受け入れやすい「乳酸菌農薬」の開発
Development of “Lactic Acid Bacteriae Pesticides” that are Acceptable to Consumers

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津田和久(京都府農業資源研究センター 応用研究部 主任研究員)
梅村賢司(明治製菓(株) 生物産業研究所 次席研究員)
辻元人(京都府立大学 大学院生命環境科学科 講師)

食の安全・安心に対する消費者ニーズが高まる中,食品の安全性について消費者が不安に感じるものの一つに農薬があげられる。そこで,近年プロバイオティクスとして注目されている乳酸菌を使って,消費者が安心と感じて受け入れやすい微生物農薬「乳酸菌農薬」の開発に取り組んでいる。その内容について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ホウレンソウ萎凋(いちょう)病を防除する乳酸菌の探索
3. ホウレンソウ体におけるP.pentosaceus KMC05株の定着性
4. P.pentosaceus KMC05株による植物病害防除機構
5. P.pentosaceus KMC05株の保健機能性
6. おわりに


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微生物を利用した石油の増進回収技術
Enhanced Oil Recovery Method by Using Effective Micoorganisms

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菅井裕一(九州大学 大学院工学研究院 地球資源システム工学部門 助教)

石油の回収に有用な物質を代謝する微生物を油層に圧入し,その回収率向上を図る微生物攻法は,低コストで環境負荷の少ない石油増回収法として注目されている。過去に,バイオポリマーやバイオサーファクタントなどを代謝する微生物を用いたフィールドテストが400例程度実施され,総じて増回収が認められている。本稿では,その研究状況と実用化へ向けての課題を詳述する。

【目次】
1. はじめに
2. 石油増進回収技術(Enhanced Oil Recovery;EOR)の概要
3. 微生物攻法(Microbial EOR;MEOR)の概要
3.1 微生物による石油増進回収効果とその特徴
3.2 MEORに用いられる微生物とその栄養源
3.3 MEOR研究のフロー―有用微生物の探索からフィールドテストまで―
3.3.1 有用微生物の探索
3.3.2 有用微生物のスクリーニング
3.3.3 有用微生物の油層環境適用性の評価
3.3.4 有用微生物の石油増進回収効果の評価
3.3.5 フィールドテスト
3.4 MEORの今後の研究展開
3.4.1 MEORに有用な高温菌ならびに好塩菌の探索
3.4.2 コロニー非形成菌も対象とした高機能微生物の探索
3.4.3 安価で安定供給可能な栄養源を利用可能な微生物の探索
4. おわりに


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連載:バイオ産業と生物多様性条約解説シリーズ(3)

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医薬品開発における微生物遺伝資源探索研究の現状

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森岡一(CBD-ABS研究会)

【目次】
1. はじめに
2. 微生物探索研究から見出された医薬品
3. (独)製品評価技術基盤機構(NITE)の微生物探索研究
4. 日本の製薬会社の微生物探索研究活動
5. 日本の微生物資源医薬品探索研究ベンチャー
6. 米国製薬会社Merck&Co.Inc.の微生物探索研究活動
7. 米国バイオベンチャーDiversaの取り組み
8. まとめ


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第9回

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冷静と情熱のあいだをとりもつ脳科学
Neuroscience Bridging “Calmi Cuori Appasionati”

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS)ライフサイエンスユニット フェロー)




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ニューロ・イメージングで政治行動の何が分かるか?
Emerging Neuropolitics:The Political Brain

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加藤淳子(東京大学 法学政治学研究科 教授)
井手弘子(東京大学 法学政治学研究科)
神作憲司(国立障害者リハビリテーションセンター研究所 感覚機能系障害研究部 感覚認知障害研究室 室長)

社会における「脳と心」への関心の高まりは,脳神経科学技術が,人間の高次知的活動―社会的行動や価値判断を伴う決定―を探求の対象とできるようになったことと表裏一体である。本稿では,研究の端緒についたばかりの神経政治学(以後ニューロ・ポリティクス)の研究の展開の可能性を,筆者らが最近行った機能的磁気共鳴画像法(fMRI)によるニューロ・ポリティクス実験を例に紹介したい。

【目次】
1. 揺籃期のニューロ・ポリティクスと政治行動の研究
2. ニューロ・イメージング実験
3. ニューロ・イメージングと政治行動の分析


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ニューロエステティクス(神経美学)の動向
Trends in Neuroesthetics

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川畑秀明(慶應義塾大学 文学部 准教授)

心を対象とした脳研究は,認識や運動系の研究にとどまらず,意思決定や価値判断,さらには人間性や社会性を理解するツールとして神経基盤の解明へと広がりを見せつつある。本稿で取り上げる「ニューロエステティクス(神経美学)」は,芸術と脳の関わりを解き明かすだけでなく,認識から価値判断,創造性,造形行動の運動制御とその熟達化に至るまで,幅広い理解を目標とし,神経科学と人文社会科学の融合的アプローチが不可欠な研究領域である。さらには,デザインやエンターテイメント産業への応用を含め,今後の新たな脳科学の展開の可能性が期待されている領域である。本稿では,ニューロエステティクスのいくつかの具体例を紹介しつつ,その成り立ちと今後の課題や発展への期待について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 「ニューロエステティクス」に至るまで
3. ニューロエステティクスの目的と方法
4. ニューロエステティクスの脳画像研究
5. おわりに




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4,950円
植物の物質生産プロセス制御基盤技術開発
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特集にあたって

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新名惇彦(奈良先端科学技術大学院大学 名誉教授)

本特集は,経済産業省の「環境に調和した循環産業システムの創造プログラム」の一環として,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が2002年度から2009年度の8年間の長期にわたり実施中の「植物の物質生産プロセス制御基盤技術開発」プロジェクトの概要である。年間予算,約5億円から9億円が投入され,バイオテクノロジー開発技術研究組合の管理のもと,かずさDNA研究所,産業技術総合研究所,地球環境産業技術研究機構,企業10社と20大学の教員が参画している大型プロジェクトである。プロジェクトリーダーの立場で,背景,目標,概要を述べる。

【目次】
1. 背景
2. 目標
3. 概要
(1) モデル植物を用いた植物の物質生産プロセスの解析
(2) 実用植物を用いた物質生産制御技術の開発


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物質生産プロセス基盤リソースの整備と植物の物質生産機能の解析
Preparation of Resources for Plant Biotechnology and Functional Analysis of Plant Metabolisms for Useful Material Production

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鈴木秀幸((財)かずさDNA研究所 産業基盤開発研究部 ゲノムバイテク研究室 主任研究員)
柴田大輔((財)かずさDNA研究所 産業基盤開発研究部 部長)

植物による物質生産プロセスを研究する上で基盤となるメタボローム解析(網羅的代謝物解析)の手法を確立し,研究リソースを整備するとともに,代謝遺伝子機能の解明をメタボロミクスの手法で進めた。得られた膨大なデータは統合データベースに集積し,それを活用して実用研究グループとの連携研究を推し進めた。これらの基盤リソースや統合データベースは今後の植物バイオテクノロジーを進める上で重要な役割を果たすだろう。

【目次】
1. はじめに
2. 基盤リソース整備
2.1 cDNA整備
2.2 形質転換細胞系統作製
3. トランスクリプトーム解析
4. メタボローム解析
5. 統合データベースの構築
5.1 代謝データを閲覧するデータベース・ツールKaPPA-View
5.2 シロイヌナズナ遺伝子情報集積サイト
5.3 遺伝子オントロジー閲覧ソフト
5.4 遺伝子発現ネットワーク解析
5.5 代謝物解析データベース
6. 代謝機能解析
7. おわりに


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遺伝子組換えによるユーカリ新品種の開発―ゲノム科学的アプローチによる木質バイオマス統括的生産制御技術開発―
Development of “Super Eucalyptus” by Genetic Engineering―Development of Wood-biomass Producing Technology with Genome Scientific Approach―

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日尾野隆(王子製紙(株) 森林資源研究所 上級研究員)

これからの人類社会では資源,環境面での持続可能な経済社会をどのようにして実現していくのかが大きな問題になっている。その解決策として樹木バイオマス活用による物質生産プロセスに注目し,事業植林の実情と,最新のゲノム科学的アプローチに基づく遺伝子組換え技術によるユーカリ新品種開発について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 木質バイオマス活用のための事業植林
3. 事業植林の現況(王子製紙の植林事業から)
4. 植林地の拡大とバイオマス生産性向上の取り組み
5. ゲノム科学的アプローチによる材質を改良したユーカリ新品種の開発
6. おわりに


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遺伝子組換えユーカリの開発
Development of Transgenic Eucalyptus

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松永悦子(日本製紙(株) 森林科学研究所)
島田照久(日本製紙(株) 森林科学研究所)

地球環境問題,そしてエネルギー問題は世界規模で取り組む必要がある。二酸化炭素の排出を抑制し,人類に有益なバイオマス資源に変換させるための技術革新が望まれている。そのなかで,荒漠地で成育できる樹木の開発は,地球環境の健全化に多大に寄与し,バイオマス資源が獲得できることから特に重要である。本稿では,遺伝子組換え技術を用いた環境ストレス樹木開発の取り組みについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 研究開発の目的
3. 遺伝子組換え技術と樹木への応用
4. ユーカリ・グロビュラスへの遺伝子導入技術
5. ユーカリ・グロビュラスへの有用遺伝子の導入
5.1 耐塩性遺伝子の導入
5.2 耐寒性遺伝子の導入
5.3 その他の遺伝子の導入
6. 遺伝子組換えユーカリ・グロビュラスの生物多様性影響評価
6.1 生物多様性影響評価試験
6.2 耐塩性ユーカリの隔離ほ場における野外栽培
7. おわりに


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ナタネ等の作物におけるカロテノイド生産制御技術の開発
Pathway Engineering of Carotenoid Production in Canola and Other Crops

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藤澤雅樹(キリンホールディングス(株) フロンティア技術研究所 特別研究員)
三沢典彦(キリンホールディングス(株) フロンティア技術研究所 主任研究員)

近年,機能性素材として注目されている天然色素カロテノイドについて,遺伝子組換え技術を利用した生合成経路の代謝工学的改変により,ナタネ等の作物に有用カロテノイドを高蓄積させることに成功した。本技術は作物の価値を高めると共に,有用カロテノイドの新たな生産手段としてその産業利用を大きく推進することが期待される。

【目次】
1. はじめに
2. カロテノイドの機能と産業利用
2.1 生物におけるカロテノイドの役割
2.2 カロテノイドの産業利用
3. カロテノイド生合成研究と代謝工学
3.1 カロテノイド生合成経路と生合成遺伝子
3.2 植物のカロテノイド生合成経路の改変
3.3 ゴールデンライス
3.4 ナタネ種子を用いた有用カロテノイド生産
4. おわりに


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カンゾウの市場と分子育種へのチャレンジ
The Licorice Market and Molecular Breeding of Glycyrrhizin Biosynthesis

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須藤浩((株)常磐植物化学研究所;千葉大学 薬学部 遺伝子資源応用研究室)

医薬品素材および非糖質甘味料として重要な甘草は,環境保護や天然資源保護の観点から,栽培化とそのための技術開発が緊急課題となっている。本稿では,甘草の用途や国際的な取引の現状を概説すると共に,分子育種による優良品種開発を目的とした遺伝子クローニング等,分子基盤技術開発の現状について報告する。

【目次】
1. はじめに
2. カンゾウ製品
2.1 生薬,医薬品,化粧品
2.2 食品添加物
2.3 菓子類
2.4 タバコフレーバー
3. カンゾウの生産と市場規模
3.1 産出国
3.2 国内市場
4. 生産技術開発の現状
5. NEDO研究開発
5.1 EST解析による生合成遺伝子の探索
5.2 メタボローム解析と新規成分探索
5.3 組換え植物育成技術の開発
5.4 今後の計画
6. おわりに


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植物によるヒアルロン酸生産技術の開発
Production of Hyaluronic Acid in Transgenic Plants

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柴谷滋郎(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所 グループリーダー)
三澤修平(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所)
北澤宏明(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所)

ヒアルロン酸は,化粧品,医薬品および健康食品の原料として利用され,近年,知名度の高まった魅力的な物質である。本稿では,物質生産の場として植物を用いたヒアルロン酸の新たな生産法の開発に関する知見を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ヒアルロン酸とヒアルロン酸合成酵素
3. 植物におけるヒアルロン酸の生産
3.1 タバコ培養細胞におけるヒアルロン酸合成酵素の発現
3.2 タバコ培養細胞におけるヒアルロン酸の生産
3.3 ヒアルロン酸生産タバコ(植物体)の作製
3.4 ヒアルロン酸生産能の向上
4. おわりに


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天然ゴム生産とバイオテクノロジー
Production of Natural Rubber and Biotechnology

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渡辺訓江((株)ブリヂストン 中央研究所 NR研究開発ユニット 主任部員)

パラゴムノキが産出するラテックスから得られる天然ゴムは,植物が生産する最も重要な高分子材料である。機械的強度や耐久性など優れた物性を有するため,大型車両や航空機タイヤにおいて使用比率が高い。天然ゴムの需要は増加傾向にあるため,ゴムプランテーションにおける生産性の向上は重要課題であり,バイオテクノロジーの応用研究も数多く報告されている。

【目次】
1. はじめに
2. シス型ポリイソプレンと多種の微量成分から構成される天然ゴム
3. 天然ゴムの用途とタイヤ製造
4. 天然ゴムの需要と供給
5. 天然ゴムを産出する植物
6. パラゴムノキにおける天然ゴム生産
7. パラゴムノキの育種技術
8. 天然ゴム収量の向上
9. 耐病性
10. 環境ストレス耐性
11. クローン開発へのバイオテクノロジーの応用
12. 不定胚形成と形質転換
13. DNAマーカーと連鎖地図
14. 将来の展望


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工業原料としてのトチュウゴム
Industrial Material for Eucommia Rubber

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中澤慶久(日立造船(株) 事業・製品開発センター技術研究所 主管研究員;大阪大学 招聘准教授)

トチュウは中国原産の薬用植物である。植物体全体にトランス型ポリイソプレン(トチュウゴム)を代謝し,温帯域で栽培可能な資源植物である。このトチュウについて遺伝資源探査,トチュウゴム生合成経路の解析および蓄積機序の解析,遺伝子解析による機能同定および組換え体による機能評価を実施している。本稿では,工業原料として活用が期待されるトチュウとトチュウゴムの植物学的特徴について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. トチュウの植物学的特徴と来歴
3. トチュウゴムの蓄積機序
4. トチュウの育種および栽培
5. NEDOプロジェクトの成果
6. おわりに


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植物におけるアミノ酸生産法の開発
Amino Acid Production in Plants

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五十嵐大亮(味の素(株) ライフサイエンス研究所 研究員)

アミノ酸は様々な窒素化合物生合成の初発物質となることから,その効率的な生産方法の確立は有用な窒素化合物の植物における生産技術に繋がる。そこで植物のアミノ酸生産に関わる主要な因子の探索を行った。

【目次】
1. はじめに
2. アミノ酸含量の制御系の探索
3. グルタミン酸グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ(GGAT)遺伝子の同定と機能解析
4. おわりに


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BIO R&D

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放線菌酵素による旨み増強処理技術の開発
Development of ‘Umami’ Enzyme by Blending of Streptomyces Peptidases

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畑中唯史(岡山県生物科学総合研究所 酵素機能研究グループ グループリーダー)

これまで,あまり注目されてこなかった放線菌,特にストレプトマイセス属細菌由来のペプチダーゼ群に焦点をあて,スクリーニング法,大量発現系,それらによるタンパク質加水分解による旨みの増強作用,今後の展開について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素のスクリーニング
3. 各酵素の機能と応用
4. 大量発現系の構築
5. 今後の展開
6. おわりに


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連載 たまごバイオ(第4回)

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たまごバイオの技術

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結城惇((株)アニマルバイオ)

【目次】
1. 動物個体の遺伝子操作法
1.1 動物個体への遺伝子移植法
1.2 バイオ産業の要件に合致するニワトリ
2. トリの遺伝子操作法
2.1 微量注入法
2.2 卵殻中の胚への遺伝子移植法
2.2.1 卵殻開口法の発明
2.2.2 複製しないウイルスベクターの使用
2.2.3 DNA注入法
2.2.4 胚盤葉幹細胞移植法
2.2.5 始原生殖細胞移植法
3. 異種動物の幹細胞を移植したキメラトリ
3.1 異種動物細胞を持つキメラトリ
3.2 鳥類間キメラ
3.3 鳥類以外の脊椎動物とのキメラトリ
3.4 哺乳動物とのキメラトリ
3.5 鶏卵胚は細胞と組織の生きた培養器
4. 胚操作の自動化
4.1 手動注入装置
4.2 自動注入装置
4.3 卵殻内受精法と精子ベクター法


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第8回

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お金とモノに込められたキモチへの科学的アプローチ
Scientific Approach to Feelings Put into Money and Goods

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS) ライフサイエンスユニット フェロー)




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感情と合理性の葛藤
Conflict between Rationallity and Emotion

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西條辰義(大阪大学 社会経済研究所 教授)

経済学においては,「合理性」に基づく理論と二十世紀後半から始まった被験者実験による結果との齟齬が研究に大きなインパクトを与えつつある。たとえ経済的な意思決定であっても,「感情」が大きな影響を与えてしまうことがある。この代表例が最後通牒ゲームであり,この行動実験とfMRI実験の結果を概観し,さらなる研究の方向を探る。

【目次】
1. はじめに
2. 最後通牒ゲーム
3. 正統派の反論と社会科学の歴史
4. 新たな光を目指して


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ニューロイメージングと人文・社会科学の融合―だましの脳科学―
Neuroscience of Deception

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永岑光恵(防衛大学校 人間文化学科 准教授)

「だまし」は人間のもつ高度な認知能力のひとつである。良いイメージがあまりない「だまし」ではあるが,人間にだます能力や嘘をつく能力が備わっていないと,円滑な対人関係の維持に困難が生じることも想像に難くない。では,この「だまし」を司る脳部位はどこにあるのだろうか。ここでは,これまでに行われてきた「だまし」の脳科学研究の概要を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. だましの定義
3. だましの脳科学研究
3.1 病的なだましと脳
3.2 病的な正直さと脳
3.3 実験的条件下でのだましに関連する脳活動
4. 虚偽検出法の検討におけるfMRI研究の問題点
5. fMRIの虚偽検出への利用可能性
6. おわりに


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BIO BUSINESS

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きのこ健康食品の市場動向
Market of Mushroom Health Foods

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【目次】
1. 概要
2. 主なきのこ健康食品
2.1 アガリクス
2.2 カバノアナタケ
2.3 シャンピニオン(マッシュルーム)
2.4 メシマコブ
2.5 レイシ(霊芝)
3. 市場規模
4. 企業動向
4.1 タカラバイオ
4.2 雪国まいたけ





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4,950円
【特集】 生体触媒を用いた医薬原料・中間体生産法の最新動向
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特集にあたって

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中村薫(京都大学 化学研究所 准教授)





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光学活性医薬品の動向と生体触媒の利用
The Trend of Chiral Drugs and the Application of Bio-cataly

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広瀬芳彦(天野エンザイム(株) 岐阜研究所 メディカル用酵素開発部 部長)

酵素や微生物などの生体触媒の利用は,グリーンケミストリーの観点からも注目される手法であり,キラル化合物を容易に得るための便利な手段の一つとなっている。医療用医薬品の動向と合わせて,光学活性な医薬中間体の製造における生体触媒の現状と課題について記述する。

【目次】
1. はじめに
2. 医療用医薬品の最近の動向
3. 後発医薬品の開発動向
4. 医薬品中間体製造用酵素について
5. 光学活性体の製造
6. 酵素法の普及
7. 固定化リパーゼによる利用拡大
8. 医薬中間体製造での酵素の利用を拡大するために


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プロセス化学の新潮流―酵素触媒と化学合成をいかに相乗的に活用するか―
New Trends in Process Chemistry-Integrated Use of Enzyme Catalysis and Organic Syntheses

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東利則(慶應義塾大学 薬学部 助教)
須貝威(慶應義塾大学 薬学部 教授)
濱田学(慶應義塾大学 大学院理工学研究科)
梅澤一夫(慶應義塾大学 理工学部 教授)

医農薬・材料など有用物質合成では,可能な限り(1)同一の出発物質から(2)短い工程数で,合成することが不可欠である。酵素触媒反応を「力強いひとふで」として活用するアプローチをセラミド,カプサイシン配糖体の合成を例として紹介する。酵素法・化学法それぞれの長所を活かし,方法・順番を組み合わせることがルート全体の成否である。

【目次】
1. はじめに
2. おわりに


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新規ビタミンD水酸化酵素の効率の良い活性型ビタミンD生産への応用展開
Application of Novel Vitamin D Hydroxylase to Efficient Biocatalytic Process for Production of Active Form of Vitamin D

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藤井良和(メルシャン(株) 生物資源研究所 研究員;北海道大学 大学院農学院 応用生物科学専攻 博士課程)
田村具博((独)産業技術総合研究所 ゲノムファクトリー研究部門 遺伝子発現工学研究グループ グループ長;北海道大学 大学院農学院 応用生物科学専攻 客員教授)
有澤章(メルシャン(株) 生物資源研究所 第一研究室 室長)

化学合成法によるコレステロールからの活性型ビタミンD3(1α,25(OH)2VD3)の製造は,多段階反応を必要として収率も低く高コストとなっている。そこで,化学反応に代わる製造法として微生物変換による活性型ビタミンD3の製造法が実用化されている。本稿 は,この微生物変換の触媒酵素の特徴とともに本酵素による活性型ビタミンD3やビタミンD誘導体の高効率製造への応用について述べたい。

【目次】
1. はじめに
2. 活性型VD3生成を触媒する酵素遺伝子のクローニング
3. シトクロムP450とは
4. ビタミンD水酸化酵素(Vdh)の特徴
5. ビタミンD水酸化酵素(Vdh)の産業応用への期待
6. おわりに


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医薬原料・中間体生産法を変える生体触媒
Biocatalysts Bringing Innovations to the Processes of Starting Materials and Intermediates for Medicines

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萬代忠勝(倉敷芸術科学大学 生命科学部 教授)

種々の潜在官能基(エステル基,アミノ基,末端二重結合など)を持つアリル型アルコールを光学分割する手法として,有機溶媒中で酵素にリパーゼ,アシル化剤として酢酸ビニル等のビニルエステルを用いたトランスエステル化による速度論的分割を行った。分割で得られた種々の人工カイロン(man-made chiron)を有用化合物の合成へと展開したので紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 新規酵素反応の開発と合成的展開
2.1 ロキソプロフェンの活性本体の合成
2.2 エステルアルドール体の分割
2.3 1,2.アミノアルコールの分割
2.4 水溶性タキソール類の合成
2.5 (+)-CP-99,994および(+)-L-733,060の合成
3. 今後の課題と展望


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有機溶媒耐性酵素の開発と医薬品中間体製造
Engineering the Organic Solvent-tolerant Biocatalysts to Produce Optical Pure Alcohols for Pharmaceuticals

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伊藤伸哉(富山県立大学 工学部 生物工学科 教授)

生体触媒反応を用いるケトン類の不斉還元については,効率的な生産法が報告され工業的な手法となりつつある。本稿では,筆者らが開発した水素移動型バイオ不斉還元を中心に光学活性アルコールの生産法を紹介する。その研究過程において,水-2-propanol(IPA)中での酵素活性を向上させ,不斉還元プロセスの生産性の向上に成功した。筆者らの例を含め,酵素触媒の有機溶媒中での反応や耐性についても記述する。

【目次】
1. はじめに
2. 有機溶媒耐性について
3. 酵素反応に使用する有機溶媒について
4. 極性有機溶媒耐性酵素のスクリーニング
5. 不斉還元に適したアルコール脱水素酵素(ADH)の探索と医薬品中間体への応用
6. 進化分子工学的手法による極性有機溶媒耐性酵素の創製と不斉還元への応用
7. 有機溶媒耐性からみた酵素の修飾と固定化
8. おわりに


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生体触媒による中間体製造は有機溶媒からイオン液体へ
Great Possibility of the Use of Ionic Liquids to Replace Organic Solvents in Biocatalysis Processes

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伊藤敏幸(鳥取大学 大学院工学研究科 化学・生物応用工学専攻 教授)

生体触媒反応は水媒体の反応と考えられてきたが,疎水性の基質の物質変換では,反応後に有機溶媒で抽出という操作が不可欠になり,医薬品の製造中間体になるキラルアルコールの製造などでは,最初から非水溶媒で生体触媒反応が行えた方が総合的に考えてよほど有利である。ただし,非水有機溶媒中による酵素反応は,酵素失活を防ぐために固体担持が不可欠であり,このため反応速度が低下することが多い。また,有機溶媒は揮発性で可燃性であり,取り扱いに格段の注意が必要であるし,溶媒としてハロアルカンなどを用いると大気や排水への拡散の問題がある。イオン液体は第三の溶媒として近年注目を集めている。イオン液体は塩であるため,蒸気圧がほとんどなく,有機物であるが難燃性であり,揮発して大気中に拡散する恐れがない。しかも,多くの無機物,有機物に対してユニークな溶解性を示す溶媒である。筆者らは,イオン液体を溶媒に用いる化学反応や酵素反応を展開し,リパーゼ触媒アシル化では,イオン液体は従来の非水有機溶媒を凌駕する機能を持つことを明らかにしてきた。本稿では,イオン液体を反応媒体として用いるリパーゼ触媒反応を中心に紹介し,生体触媒による有機合成中間体製造にイオン液体が利用できるか展望を示した。

【目次】
1. はじめに
2. イオン液体を用いる酵素リサイクル反応
3. 減圧条件によるリパーゼ触媒反応の効率化
4. イオン液体による動的光学分割(DKR)
5. イオン液体コーティングによる酵素反応活性化
6. イオン液体溶媒によるリパーゼ以外の生体触媒反応
7. おわりに


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実用化を目指す超臨界二酸化炭素中の生体触媒反応
Practical Biocatalysis in Supercritical Carbon Dioxide

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松田知子(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 講師)

医薬原料や中間体の製造法の開発を目指す,超臨界二酸化炭素を利用する酵素反応について述べる。特に,実用化を目指すフロー系の装置を用いるリパーゼによる光学活性体の合成について詳しく述べ,最近の動向を示す。

【目次】
1. はじめに
2. 超臨界二酸化炭素を用いる実用化プロセス
3. フロー系酵素反応プロセス
4. 速度論的分割による光学活性化合物の合成
5. One-potでのケトンの還元反応とリパーゼによる速度論的分割
6. 動的速度論的分割による光学活性化合物の合成
7. その他の酵素の利用
8. おわりに


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BIO R&D

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オオムギの実と殻を分ける遺伝子の特定
Molecular Cloning of the Gene Controlling Covered or Naked Caryopsis in Barley

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武田真(岡山大学 資源生物科学研究所 附属大麦・野生植物資源研究センター 遺伝資源機能解析グループ 教授)

通常のオオムギは,脱穀しても頴果(えいか:イネ科植物の実の部分)と頴(えい:実を包んでいる殻の部分)が糊物質で接着していて分離できない“皮麦(かわむぎ)”である。しかし,一部のオオムギは,頴果と頴が容易に分かれる変種で,“はだか麦”とよばれる。オオムギの頴果が皮性・裸性のどちらになるかは,7H染色体長腕上の単一の遺伝子座(nud)で決まる単純なメンデル遺伝に従い,皮性が裸性に対して優性である。オオムギの重要形質の1つである皮性・裸性を決める遺伝子の分子的な実体はこれまで不明であり,頴果と頴が接着したり,分離する機構も全くわかっていなかった。本稿では,筆者らのグループがポジショナルクローニングにより,オオムギの皮性・裸性の表現型を制御するNud遺伝子がERF(ethylene response factor)転写因子であることを世界で初めて解明したので紹介する。皮性・裸性の原因遺伝子が単離できたことでオオムギの品種改良が加速することが期待される。さらに,オオムギ種子の皮性・裸性が決まるメカニズムの一端が解明できたことで,麦類のみならず他のイネ科植物の品種改良への応用が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 皮性・裸性遺伝子の分子クローニング
3. Nudの構造と形質発現
4. オオムギNud遺伝子の機能
5. 穀物の栽培化における裸性遺伝子の意義


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苦味糖質の特性と利用
Characterization and Higher Application of Saccharides Having a Bitter Taste

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藤本佳則(日本食品化工(株)研究所 応用開発課 第二チームリーダー)

【目次】
1. はじめに
2. 「日食ゲントース#45(R)」とは
3. ゲンチオオリゴ糖の生理機能
4. 「日食ゲントース#45(R)」の利用特性
5. おわりに


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連載 たまごバイオ(第3回)

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たまごバイオの産物

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結城惇((株)アニマルバイオ)

【目次】
1. たまごの生産性
1.1 ヒト蛋白質とたまご
1.2 たまごの蛋白質
1.3 ニワトリの繁殖力と蛋白質生産力
2. 卵白の利用
2.1 卵白蛋白質の特徴
2.2 卵白蛋白質の生産
2.3 卵白蛋白質の遺伝子制御領域を用いた異種蛋白質の発現
3. 卵黄の利用
3.1 卵黄と卵黄抗体
3.2 卵黄抗体が注目される理由
3.3 卵黄抗体利用の現状
3.4 卵黄抗体の利用の新時代


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第7回

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「最初の一人」が問いかけるもの
Question Delivered by the“First”Man

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS)ライフサイエンスユニット フェロー)




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筋電義手
EMG Prosthetic Hand

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横井浩史(東京大学 大学院工学系研究科 精密機械工学専攻 准教授)

本稿は,上肢運動機能代替技術の先進的技術である筋電義手の現状と将来展望について解説するとともに,近年台頭してきたサイボーグ技術との連携やバイオフィードバックの機能を追加することによる感覚機能の代替の可能性,ブレイン・マシン・インターフェースを用いた運動意図推定の方法など,今後の技術的展開の方向性について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 第4の要素(人へのフィードバック)
3. 個性適応型筋電義手
3.1 大人用義手(長期日常生活動作に対する評価試験)
3.2 子供用義手(小型軽量ロボットハンドの開発)
3.3 デモ用ハンド(健常者のための体験用義手システム)
4. 未来へ向けた電動義手の研究の動向
5. おわりに


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脳表面においた電極から脳波を瞬時に解読して義手を動かす
Neural Decording Using Brain Surface Electrodes for Real Time Control of a Robot Hand

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平田雅之(大阪大学 大学院医学系研究科 脳神経外科学 助教)
柳澤琢史(大阪大学 大学院医学系研究科 脳神経外科学 医員)
吉峰俊樹(大阪大学 大学院医学系研究科 脳神経外科学 教授)

【目次】
1. はじめに
2. 皮質脳波と脳機能局在
3. 中心溝内電極を用いた正確な運動内容推定
4. 義手ロボットのリアルタイムコントロール
5. 侵襲型BMIに必要な要素技術
6. 今後の展望




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4,950円
【特集】 「おいしさ」を支えるテクノロジー
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特集にあたって

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都甲潔(九州大学 大学院システム情報科学研究院 教授)





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おいしさの可視化―マーケティング・研究用ツールとしての味覚センサの応用―
Visualization of Food Taste by Electronic Tongue

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小柳道啓((株)味香り戦略研究所 代表取締役社長)
田家英治((株)味香り戦略研究所 マーケティングサービス部 主任研究員)
武藤志真子(女子栄養大学 栄養学部 健康情報科学研究室 教授)

食品に対する客観的な評価の手法として味覚センサが登場した。食品の味を客観的な数値として表現することにより,味の視覚化を可能としたツールである。今回はこの味覚センサを用いた食品の味を視覚的に表現する方法と,それを利用した食品や医薬品の開発,マーケティングツールとしての活用例を,具体的な例を挙げて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 味覚センサの概要
3. 味データベース
3.1 各商品の味の特徴づけ
3.2 商品開発への活用
3.3 味データを利用した消費者へのアピール
3.4 味データを利用した品質管理
4. 食育と味データ
5. おわりに


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おいしさに関わる粘性や油の影響
Effects on Deliciousness by Viscosity and Oil

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池崎秀和((株)インテリジェントセンサーテクノロジー 代表取締役社長)

【目次】
1. はじめに
2. 味覚センサーの概要
3. おいしさに関連する味の項目
4. 油の影響
5. とろみの影響
6. おわりに


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酵素センサを用いたおいしさ作りと安全性確保
Enzyme Sensor for Food Analysis―Freshness and Safety―

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佐藤稔英(東洋大学 大学院生命科学研究科;(独)岩手県工業技術センター 専門研究員)
大熊廣一(東洋大学 生命科学部 生命科学科 教授)

食品は,多くの成分からなり,これらの成分が食品のおいしさを構成している。また,一方では,食品の劣化や腐敗過程で発生する有害物質,あるいは輸入食品等の残留農薬問題など,食品中に含まれる成分が食品の安全性を脅かしている。ここでは,食品製造や流通過程でおいしさや鮮度,安全性確保に一役かっている酵素センサについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素センサの原理および特徴
3. おいしさや鮮度(活きの良さ)をはかる
4. 機能性をはかる
5. 安全をはかる
5.1 ヒスタミン中毒を防ぐ
5.2 鮮魚の温度履歴をはかる
5.3 残留農薬をはかる
6. おわりに


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多素子感圧センサーで食品の食感を可視化する
The Texture is Made Visible with a Multi-element’s Pressure Sensor

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東輝明(ニッタ(株) RETS事業部 センサーグループ 部長)

食品の物理特性を測定するために開発したシステムで食品の物理的機能をモデル的に解明が可能となった。それらを基本により咀嚼現象の解析が容易にできるためのセンサーシートおよび全体の改良で,一層の咀嚼データの蓄積を進め可視化の基礎データとすることができた。しかし,機械的硬さ値など試料(食材)の物性が明らかな場合は,被験者の主観的評価を詳細に行いながら,センサーシートによって咀嚼圧・荷重の時間的推移を捉え,総合的に食感を評価していくことが重要だということが示唆された。これらにより食感の可視化への道が切り開かれたと確信する。

【目次】
1. はじめに
2. 食感センサーシステム(Mscan)
2.1 システムの概要
2.2 システムの内容
3. センサーシート
3.1 感圧インク改良の概略
3.2 センサーシートの仕様
4. 食感の感性評価
4.1 食品咀嚼実験(その1)
4.2 食品咀嚼実験(その2)
4.3 官能検査における個人差による課題


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おいしい日本酒造りへ向けて
Challenge of Japanese Delicious Sake Development

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蟻川幸彦(長野県工業技術総合センター 食品技術部門 研究企画員兼主任研究員)

日本酒の課税移出数量がここ10年で半減し,焼酎を下回った。日本酒復権のために何が必要なのだろうか。日本酒のおいしさとは何かを概観しながら,特に清酒酵母の育種を中心に清酒の高品質化と多様化の現状を紹介する。また,おいしさを伝えるツールとしての味センサーの有用性についても併せて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 清酒製造法
3. 酒の成分
3.1 酒の色
3.2 酒の香り
3.3 酒の味
4. 長野県における清酒酵母の育種
5. おいしい酒をいかに評価するか
6. おわりに


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センサを用いた牛乳の風味評価
Flavor Evaluation of UHT Processed Milk Using Sensors

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溝田泰達(森永乳業(株) 食品総合研究所 主任研究員)

近年,食品の風味を客観的に評価する手段として味覚センサ,匂いセンサを応用する研究がなされている。これらのセンサは製品開発や品質管理への利用が期待されている。筆者らは,牛乳の風味と製造条件の関係についてセンサで客観的に評価する研究を行っている。本稿では,主観的な評価だけではなく,センサ技術等を活用し科学的な裏付けデータにより客観的に評価された牛乳の開発内容を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 牛乳の風味
3. 風味評価の課題
4. センサ
4.1 味覚センサ
4.2 匂いセンサ
5. 牛乳の風味評価へのセンサの応用
6. おわりに


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牛肉のおいしさとプロテオーム解析
Proteome Analysis for the Study of Beef Quality

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千国幸一((独)農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所 食肉プロテオーム研究チーム チーム長)

牛肉のおいしさは熟成によって形成される。この過程は多くの筋構成成分が関与する複雑な化学反応である。牛肉では脂肪交雑の多寡が品質を決定する因子であると思われているが,プロテオーム解析等の研究から,タンパク質も重要な役割を果たしていることが明らかになってきている。

【目次】
1. はじめに
2. 牛肉のおいしさと熟成
3. 味覚センサーによる分析
4. プロテオーム解析
4.1 プロテオーム解析の方法
4.2 タンパク質の熟成とプロテオーム解析
4.3 和牛肉のプロテオーム解析
5. おわりに


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電子レンジ加熱によるおいしさ作り
Tasty Cooking with Convection Microwave Oven

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肥後温子(文教大学 女子短期大学部 健康栄養学科 教授)

【目次】
1. はじめに
2. 温め機能の進歩
3. 自動キーと手動キー
4. 最新機種のメニュー別使い分け
5. おいしさと健康をアピール
6. マイクロ波加熱法の幅広い用途
7. 体にも環境にもやさしい調理法の提案
8. 加熱原理を知ってつきあう
9. おいしさを引き出すこつ(基礎編)
10. おいしさを引き出すこつ(サポート編)
11. 電子レンジのグローバル化がもたらすもの


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おいしさと安全・安心を支える情報技術
Information Technology for Visualization of Food Quality

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杉山純一((独)農業・食品産業技術総合研究機構 食品総合研究所 食品工学研究領域 計測情報工学ユニット ユニット長)

近年の発展著しい情報技術を活用して,おいしさに関連する成分や特性を可視化する技術の原理と具体的な事例を紹介する。さらに,2次元での可視化だけでなく,3次元への展開も図り,おいしさだけではなく,従来特に困難とされていた生体由来の異物検知の事例も紹介する。

【目次】
1. おいしさを視るには
2. 分光イメージングによる可視化
3. 染色による可視化
4. 氷結晶の可視化
5. 食品加工工程への応用
6. 異物検知の技術
7. おわりに


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BIO R&D

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クレアチン清涼飲料水の開発と補完代替医療への可能性
Development of Creatine Water and Its Possibility to Complementary and Alternative Medicine

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末岡治彦((有)イムノ・バイオ・ジャパン 代表取締役)
内田義之(医療法人社団ゆびきたす ユビキタス・クリニック龍ヶ崎 内科・呼吸器科・アレルギー科 理事長・院長)
木下憲明((株)免疫生物研究所 経営企画室 室長)

難溶性である生体内物質のクレアチンの水溶化に成功し,清涼飲料水として製品化した。動物実験により,クレアチンは遅発型喘息反応を極めて有効に抑制する喘息治療剤としての有効性を見出した。スポーツサプリメントとしての用途ばかりでなく,今後新たな補完代替医療への貢献を目指す。

【目次】
1. はじめに
2. クレアチンの歴史および生体内での役割
3. クレアチンの生合成
4. サプリメントとしてのクレアチン
5. クレアチン水溶化技術
6. クレアチン飲料の製造方法
7. クレアチンによる喘息治療および予防効果の可能性
8. クレアチンの抗原誘発喘息モルモットに対する効果試験
8.1 方法
8.1.1 動物(対象)
8.1.2 使用装置および器具
8.1.3 薬剤の投与方法および抗原曝露の方法
8.1.4 肺機能測定方法
8.2 結果
9. クレアチン水溶液の補完代替医療への可能性追求


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連載:バイオ産業と生物多様性条約解説シリーズ(2)

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植物遺伝資源を用いる医薬品探索研究の現状

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森岡一(CBD-ABS研究会)

【目次】
1. バイオ探索研究とは
2. 米国の国立癌研究所でのバイオ探索研究プロジェクト
2.1 癌撲滅運動としての植物収集プロジェクト
2.2 ベトナム・ラオスプロジェクトの実態
2.3 米国のアクセスと利益配分契約の考え方
2.4 ベトナム・ラオスプロジェクトにおけるアクセスと利益配分契約
3. オーストラリア政府の生物遺伝資源探索研究の考え方
3.1 オーストラリアは資源国でもあり利用国でもある
3.2 Queensland州はアクセスと利益配分のモデルになる
3.3 オーストラリアのバイオベンチャーにおけるアクセスと利益配分
3.3.1 ExGenix(元AMRAD)
3.3.2 BioProspect Limited(BioProspect)
4. 米国バイオベンチャーSharman Pharmaceuticalsの商用探索研究の試み
5. 薬用植物に対する中国政府の考え方は国益優先
5.1 中国の薬用植物事情
5.2 「甘草」にみる厳しい薬草管理
5.3 日本の薬用植物利用者はいかに対処すべきか
6. まとめ
6.1 米国のアクセスと利益配分には合理性がある
6.2 利用国と資源国の二面性を持つオーストラリアは最も進んでいる
6.3 アクセスと利益配分について日本のポリシーはどうあるべきか


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ(第6回)

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脳-機械インターフェイスの医療応用最前線
Cutting Edge of Clinical Application of Brain-Machine Interface

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS)ライフサイエンスユニット フェロー)




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幼小児の人工内耳手術―先天性および後天性高度難聴児に聴覚を回復させる新しい医療―
Cochlear Implant for Congenital and Acquired Deafness in Infants and Children

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加我君孝(東京医療センター 感覚器センター センター長)
竹腰英樹(東京医療センター 感覚器センター)
新正由紀子(東京医療センター 感覚器センター)
松永達雄(東京医療センター 感覚器センター)

人工内耳手術は,医学と工学の共同研究によって生み出された,内耳性の重度の難聴患者の聴覚を回復させる革新的医療である。先天性並びに後天性の難聴児や成人が,失われた聴覚を取り戻すことができる。

【目次】
1. はじめに
2. 人工内耳の歴史
3. 人工内耳のしくみ
4. 聴覚の獲得の高い到達レベル
5. 人工内耳の理解のために
5.1 蝸牛神経は保存されているかが鍵となる
5.2 発達期の脳と先天性高度難聴児の脳の髄鞘化の影響
5.3 聴覚誘発電位による人工内耳と脳の可塑性
6. 人工内耳手術年齢とABR
7. おわりに―医学の進歩としての人工内耳手術とろう文化との間の深い溝について―


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脳深部刺激療法
Deep Brain Stimulation

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深谷親(日本大学 医学部 脳神経外科・応用システム神経科学 准教授)
山本隆充(日本大学 医学部 応用システム神経科学 教授)
片山容一(日本大学 医学部 脳神経外科 教授)

脳深部刺激療法(DBS)とは脳深部に電極を植込み持続的な刺激を行い,不随意運動症や難治性疼痛などの治療を行うものである。DBSには刺激をオフにすればほぼもとの状態に戻せるという可逆性があるため,その適応範囲は急速に広まりつつあり,欧米ではすでに精神疾患やてんかんの治療としても臨床研究が進められている。

【目次】
1. 脳深部刺激療法とは
2. 脳深部刺激療法のこれまでの発展
3. 脳深部刺激療法のシステム
4. 脳深部刺激療法の発展と展望




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4,950円
【特集】 生命機能を解き明かす最新計測技術
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特集にあたって

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石井由晴((独)科学技術振興機構 「生命現象」領域 領域参事)





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蛋白質を基板から解き放つ―蛋白質の折り畳み運動の解明を目指した一分子観察法の開発―
Development of Single-molecule Detection System for the Investigatoin of Protein Folding

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高橋聡(大阪大学 蛋白質研究所 准教授)
鎌形清人(大阪大学 蛋白質研究所 特任研究員)

蛋白質が折り畳む現象を理解し,蛋白質の構造予測やデザインに役立てることを目的として,新しい一分子観察装置を構築した。この装置は,光学基板に蛋白質を固定化せずに,連続的に一分子を追跡することを可能にする。構築した装置を使ってシトクロムcの折り畳み転移を観察した成果と,今後の展望を説明する。

【目次】
1. はじめに
2. 研究戦略の設定
2.1 蛋白質の折り畳みとは何か?
2.2 なぜ折り畳み現象の理解が難しいのか?
2.3 どのような情報が必要か?
3. 実験装置の開発
3.1 装置の基本アイディア
3.2 光学系の特徴
3.3 フロー系の特徴
3.4 一分子検出の証明
4. シトクロムcへの応用
4.1 試料の特性
4.2 変性状態の運動性
4.3 平衡化時間の推定
5. 今後の展望


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レーザートラップや蛍光を用いた1分子計測のタンパク質翻訳機構への応用
Application of Single-molecule Analysis by Optical Tweezers and Fluorescence to the Protein Synthesis System

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上村想太郎(東京大学 大学院薬学系研究科 助教)

近年,レーザートラップ(光捕捉)や蛍光を用いた1分子計測による生命科学の研究が盛んに行われるようになってきた。その研究対象は主に細胞骨格と相互作用する分子モーターが中心であったが,最近はそれらの技術が複雑なシステムである遺伝子発現系へと応用されており,いくつもの重要な結果を得ている。本稿では,これらの1分子技術をタンパク質翻訳機構へと応用した筆者の最近の研究結果について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. レーザートラップ法によるリボソーム翻訳初期複合体の1分子破断力測定
2.1 SD配列を含むmRNA複合体による破断力分布
2.2 SD配列を含まないmRNA複合体による破断力分布
3. GFPタンパク質誕生の1分子可視化
4. おわりに


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生命科学に資する高速原子間力顕微鏡
High-speed Atomic Force Microscopy for Biological Sciences

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安藤敏夫(金沢大学 理工研究域 数物科学系 教授)

水溶液中にある個々の生体高分子(DNA,タンパク質)を高い解像度で直接可視化し,その時間とともに変化する様子を観察することは,動作・機能のメカニズム解明への最も直接的なアプローチである。このアプローチを可能にする高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を開発し,その有効性をいくつかのタンパク質系で実証した。

【目次】
1. はじめに
2. Tapping Mode AFM(AM-AFM)
3. 高速化の要点とフィードバック帯域
4. 高速AFM開発の歴史
5. 現在の性能と限界
6. バイオイメージング
6.1 Streptavidin2次元結晶中の点欠陥の運動
6.2 タンパク質のDisordered領域の同定
6.3 その他のタンパク質系の観察
7. おわりに


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In-Cell NMRによる細胞内タンパク質のその場観察
In situ Observation of Proteins by In-Cell NMR Spectroscopy

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杤尾豪人(京都大学 大学院工学研究科 分子工学専攻 准教授)
白川昌宏(京都大学 大学院工学研究科 分子工学専攻 教授)

生きた細胞内のタンパク質の異種核相関多次元NMR測定であるIn-Cell NMRは,細胞内のタンパク質の立体構造,相互作用,プロセッシング,運動性などを解析しうる手法である。筆者らは,アフリカツメガエル卵母細胞におけるIn-Cell NMRスペクトル測定により,内在性因子との相互作用によるシグナル強度の減衰,タンパク質の細胞内プロセッシングを観察した。

【目次】
1. はじめに
2. In-Cell NMR
3. In-Cell NMRから得られる情報
4. 大腸菌In-Cell NMR
5. 真核細胞でのIn-Cell NMR:アフリカツメガエル卵母細胞を使った実験
6. 展望


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確率的シグナル伝達反応の細胞内1分子蛍光イメージング解析
Single-molecule Imaging Analysis of Stochastic Signaling Events in Living Cells

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上田昌宏(大阪大学 大学院生命機能研究科 ナノ生体科学講座 特任教授)

本稿では,細胞の走化性シグナル伝達システムを例にとり,シグナル分子の確率的特性と細胞応答の関係を明らかにするための解析法について述べる。粘菌細胞の走化性応答においては,GPCR型走化性受容体から三量体Gタンパク質へのシグナル伝達反応の特性が,走化性応答の正確さを決めているようだ。

【目次】
1. はじめに
2. 細胞の走化性応答における「ノイズ処理」
3. 細胞内1分子イメージング法
4. 走化性シグナル入力および三量体Gタンパク質の1分子解析
5. ノイズ生成・処理・伝搬理論による走化性シグナル伝達のモデル構築
6. シグナル分子の確率的特性と「ノイズ処理」
7. おわりに


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2光子励起顕微鏡法を使った単一ニューロンの機能計測
Functional Analysis of Single Neurons by In vivo Two-photon Microscopy

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喜多村和郎(東京大学 大学院医学系研究科 神経生理学 助教)

脳の情報処理を理解するためには,その構成要素である神経細胞(ニューロン)の機能を生体内(in vivo)で直接計測することが不可欠である。2光子励起顕微鏡法とパッチクランプ記録法を組み合わせて用いることで,動物個体内で機能している単一ニューロンの入出力活動を直接「その場で」観察することが可能になった。ここでは,筆者らが開発した,2光子励起顕微鏡法を用いた新しい単一ニューロンの記録法について解説するとともに,それらの技術が神経科学研究にもたらす可能性について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 蛍光標識を必要としない単一ニューロンの脳内における可視化―逆転の発想
3. シャドウパッチング法
4. 樹状突起からの選択的記録
5. 個体脳内における単一ニューロンへの選択的電気穿孔法
6. 今後の展望


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非侵襲的深部温度計測―ヒトの脳の生理的な温度分布やその変化が分かるようになってきた―
Noninvasive Measurement of Human Body Temperatures at Deep Regions

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吉岡芳親(大阪大学 免疫学フロンティア研究センター 特任教授;岩手医科大学 先端医療研究センター 超高磁場MRI研究施設 客員教授;日本科学技術振興機構(JST) CRESTチームリーダー)

体温は生命活動の基盤であり,腋・口腔・外耳道などの温度は健康のバロメーターとして一般的に測定されている。しかし,最も重要と思われる脳の温度を生理的条件下で測定するのは容易ではない。筆者らは,磁気共鳴(MRI・MRS)の非侵襲性と温度依存性を活用した温度測定法を高精度化し,生理的条件下での脳の温度分布やその変化を評価できるようになってきた。

【目次】
1. はじめに
2. 深部温度計測の意義
3. 非侵襲的深部温度計測法
4. 磁気共鳴法でどうして体内深部の温度が測定できるのか
5. pHの温度変化
6. 脳の2次元温度分布図
7. おわりに


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BIO R&D

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糖尿病治療に向けたインテリジェント型インスリン除放制御高分子材料の開発
Development of Intelligent Polymeric Materials for Controlled Insulin Release to Treat Diabetes

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松元亮(東京大学 大学院工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻 特任助教)
宮原裕二(東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授;物質・材料研究機構 生体材料センター センター長)

水中において解離したフェニルボロン酸基化合物は,グルコースとの可逆的なコンプレックス形成による解離平衡シフトをもたらす。本稿では,この性質を巧みに利用したグルコース応答性高分子ゲルの調製,動作原理,応答の動力学について詳述しながら,これを利用したI型糖尿病治療のための自律型インスリン投与システム構築の試みについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. フェニルボロン酸の性質
3. グルコース応答性高分子ゲルの動作原理と調製法
4. NB10ゲルの膨潤・収縮の動力学
5. NBゲルを用いたインスリン放出制御
6. 技術的課題とその克服のための合成化学的アプローチについて
7. おわりに


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リンゴ搾汁残渣からの機能性成分の抽出に関する研究開発事業
Research and Development Project of Extracting Functional Ingredient from Apple Juice Residual Substance

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境健治(日本ハルマ(株) 開発部門 主任)

リンゴジュースの搾汁残渣からセラミド,ペクチンを抽出するという,青森県特有の産業廃棄物の高付加価値化の試みが,経済産業省に地域資源活用型研究開発事業として採択された。県,大学,地元企業と,産学官が一体となり平成20年度から21年度の2年間でこの難題に挑戦する。

【目次】
1. 青森県のリンゴ産業の現状
2. リンゴの有用成分
3. 先行技術
4. 地域資源活用型研究開発事業


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連載 たまごバイオ(第2回)

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たまごバイオの基礎知識

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結城惇((株)アニマルバイオ)

【目次】
1. 卵の基本構造
1.1 胚盤葉
1.2 卵黄
1.3 卵白
1.4 卵殻膜
1.5 卵殻
2. 卵の形成
2.1 卵巣での卵胞の成長
2.2 卵管漏斗部
2.3 卵管膨大部
2.4 卵管狭部
2.5 卵殻腺部
2.6 膣部
2.7 総排泄腔
3. 胚の発生
3.1 胚の発生段階分類法
4. ヒナの育成


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第5回 脳と環境とのインタラクションに挑む技術(2)

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仮想世界と「繋がる」脳と「繋がれる」脳の未来
Future of the Brain“Connecting”and“Being Connected”to Virtual World

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS) ライフサイエンスユニット フェロー)





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仮想世界「セカンドライフ」のキャラクターを念じて操作
Control a Character in Virtual World, Second Life(R), by Thought

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牛場潤一(慶應義塾大学 理工学部 生命情報学科 専任講師;医学部 リハビリテーション医学教室;月が瀬リハビリテーションセンター)

手足を動かす運動イメージによって変化する電気的脳活動を,頭皮上に貼付した電極から計測・分析してパーソナルコンピューターを制御するシステムを構築した。このシステムを利用して,肢体不自由者がインターネット上の仮想世界「Second Life(R)」上のキャラクターを操作し,ほかのキャラクターのところへ歩み寄ったり会話をしたりする模様は,私たちにデジタル技術の新しい可能性を示してくれる。

【目次】
1. はじめに
2. 私たちのBMIシステム
3. 実証実験
4. おわりに


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ナビゲーションに関連したサル頭頂葉内側部ニューロン
Navigation Related Neurons of Medial Parietal Cortex in Monkeys

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佐藤暢哉(日本大学 大学院総合科学研究科 研究員)
泰羅雅登(日本大学 大学院総合科学研究科 教授)

コンピューター・グラフィクスによって作成した仮想環境内を移動するナビゲーション課題をおこなっているサル頭頂葉内側部のニューロン活動を記録したところ,環境内の特定の場所で特定の行動をおこなっている際に活動するニューロンを発見した。このようなニューロンは,目的地に到達するルート上で,どう進めばよいかという情報を表していると考えられる。



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4,950円
【特集】 食べる医薬の開発
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特集にあたって―遺伝子組換え作物を用いた高付加価値物質生産―
Development of Fundamental Technologies for Production of High-value Materials using Transgenic Plants

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後藤英司(千葉大学 大学院園芸学研究科 環境調節工学研究室 教授)
松村健((独)産業技術総合研究所 ゲノムファクトリー研究部門 植物分子工学研究グループ グループ長)

【目次】
1. はじめに
2. 植物個体を用いる有用物質生産の特徴
3. 開発する高付加価値物質と利用する植物種
4. 農業における植物工場
5. 遺伝子組換え植物工場
6. おわりに


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植物ウイルスベクターの開発
Development of Plant Virus Vector

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福澤徳穂((独)産業技術総合研究所 ゲノムファクトリー研究部門 植物分子工学研究グループ 研究員)
一町田紀子(ホクレン農業協同組合連合会 農業総合研究所 研究員)
石原岳明(ホクレン農業協同組合連合会 農業総合研究所 研究員)
増田税(北海道大学 大学院農学研究院 教授)
松村健((独)産業技術総合研究所 ゲノムファクトリー研究部門 植物分子工学研究グループ グループ長)

遺伝子組換え植物を活用した有用物質生産は,他の生物生産系と比較していくつかの優位性が指摘されているが,問題点として,発現量が少ない,組換え植物の作出には少なくとも数か月単位の期間を要する,花粉による遺伝子の環境への拡散などが挙げられる。一方,有用物質を効率的に高生産・高蓄積させる他の方法として,植物ウイルスベクターを用いる方法がある。この場合,ウイルスベクターの植物への接種後数日から2週間程度の短期間で目的物質が得られるという優位性がある。しかし,複数の遺伝子の同時発現が困難,利用可能な植物種が限られる,自然環境へのウイルスベクターの拡散などの特異的な問題点もある。本稿では,特に植物ウイルスベクター利用の上で重要な問題点である,自然界でのベクターの無秩序な拡散を解決するための,新規植物ウイルスベクターシステムの開発について述べる。

【目次】
1. はじめに
1.1 植物RNAウイルスベクターとは
2. 植物ウイルスベクターの開発と利用の現状
3. CMVベクターについて
4. 非拡散防止植物ウイルスベクターシステムの開発
5. おわりに


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タンパク質への植物特異的O-結合型糖鎖修飾抑制技術開発への展望
Prospects of the Development of the Technology for the Suppression of the Plant-Specific Protein O-Glycosylation

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森口亮(九州大学 農学研究院 植物資源科学部門 学術研究員)
陶山明子(九州大学 農学研究院 植物資源科学部門 学術研究員)
岡拓二(崇城大学 生物生命学部 応用微生物工学科 助教)
新間陽一((独)産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター 主任研究員)
松岡健(九州大学 農学研究院 植物資源科学部門 教授)

植物を用いた有用物質の生産が近年注目されている。しかし,植物を用いてヒト・動物由来の有用タンパク質を合成させる際には「植物特異的な糖鎖修飾」が大きな問題となり,これを如何にして回避するかが将来の植物バイオ産業発展の大きな鍵を握っている。本稿では,植物特異的なO-結合型糖鎖修飾の抑制を目指してこれまでに行ってきた研究の概略と,今後の展望について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 糖鎖付加モチーフと,その破壊による糖鎖付加の回避を目指したアプローチ
3. プロリン水酸化酵素活性の抑制を目指して
4. 植物の各種器官による付加程度の違い
5. 糖転移酵素の同定からのアプローチ


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組換えレタスによるブタ浮腫病ワクチンの生産
Production of Candidate Vaccine against Porcine Edema Disease in Transgenic Lettuce

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澤田和敏(出光興産(株) 先進技術研究所 環境・バイオ研究室 テーマリーダー)
松井健史(出光興産(株) 先進技術研究所 環境・バイオ研究室)
川本恵子(帯広畜産大学 大動物特殊疾病研究センター 食品有害微生物講座 准教授)
加藤晃(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 植物代謝調節学講座 助教)
牧野壮一(帯広畜産大学 理事・副学長)

植物の遺伝子組換え技術の産業利用として高付加価値物質の生産がある。近年,その1つとして植物ワクチンの研究開発が試みられているが,本稿では,筆者らが経済産業省プロジェクトにて遂行中の家畜用経口ワクチン生産植物の開発について概説し,特にワクチンタンパク質の高生産技術に関する研究成果を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ブタ浮腫病
3. ブタ浮腫病ワクチン
4. 植物ワクチン高生産技術
4.1 局在化シグナルによる蓄積部位の最適化
4.2 新規高蓄積化技術
5. おわりに


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組換えダイズ作出技術の開発と有用物質生産への利用
Development of Technique for the Production of Transgenic Soybean and Application to Useful Material Production

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寺川輝彦(北興化学工業(株) 開発研究所 バイオサイエンス研究部 植物バイオグループ リーダー)

世界的に遺伝子組換えダイズの利用が拡大しているなか,ダイズは貯蔵タンパク質含量が高く,医薬品などの有用タンパク質やペプチドなどを高生産する植物として適している。本稿では,筆者らが開発したウイスカー超音波法による組換えダイズの作出と組換えダイズを利用した有用タンパク質生産の可能性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ウイスカーによる遺伝子導入法の開発
3. 形質転換ダイズの作出
4. 有用物質生産への利用
5. おわりに


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プレニル化ポリフェノール生産植物の開発
Development of Transgenic Plants Producing Prenylated Polyphenoles

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杉山暁史(京都大学 生存圏研究所 研究員)
士反伸和(京都大学 生存圏研究所 特任助教)
葛山智久(東京大学 生物生産工学研究センター 准教授)
矢崎一史(京都大学 生存圏研究所 教授)

植物が生合成するプレニル化ポリフェノールは多様な生理活性を有することから,医薬品原料や機能性食品の成分として注目されている。しかし,植物体内での含有量が低い,複雑な混合物として存在し抽出・単離が困難,効率的な化学合成法がない等の問題が指摘されてきた。ここでは,放線菌や植物のプレニルトランスフェラーゼ遺伝子を発現する形質転換植物を用い,プレニル化ポリフェノールの安定生産を目指した研究開発を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. プレニル化ポリフェノールの有用性と現状の問題点
3. 放線菌のプレニルトランスフェラーゼの特徴
4. マメ科植物クララのプレニルトランスフェラーゼ
5. 形質転換体の作製
6. プレニル化ポリフェノールの生産
7. おわりに


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イネ植物工場―閉鎖型イネ栽培システムに必要な機能と設備―
Rice-plant Factory―Key Technology of Closed-plant-factory-system for Plant Made Pharmaceuticals―

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中島啓之((株)朝日工業社 技術研究所 副主任研究員)

近年の遺伝子組換え技術の向上により,組換え植物を活用した有用物質生産が期待されている。これらの組換え植物を気象条件に左右されずに,目的の有用物質の含有量が一定でかつ効率的に計画生産するためには,栽培条件を適切に制御できる閉鎖型人工環境システムが必要となる。本稿では,イネの育成に特化した閉鎖型イネ栽培システムに必要な機能と,イネ群落の試験栽培が可能な中規模の試験用閉鎖型栽培室の設備概要について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 閉鎖型イネ栽培システムに必要な機能
2.1 光環境
2.2 空気環境
2.3 培養液環境
2.4 遺伝子拡散防止機能
3. 試験用閉鎖型栽培室の検討
3.1 気流方式の検討
3.2 照明チャンバの冷却方式の検討
4. 試験用閉鎖型栽培室の構築
5. 試験用閉鎖型栽培室の性能評価
5.1 3次元風速による空気環境評価
5.2 栽培室内の温熱環境評価
5.3 栽培室内の光環境評価
5.4 栽培室内の浮遊微粒子濃度の評価
6. 今後の予定


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遺伝子組換えイチゴによる有用物質生産と閉鎖型植物工場による高効率栽培システムの構築
Production of High Value Materials utilizing Genetically Modified Strawberries and Development of Highly Efficient Cultivation System in Closed-type Plant Factory

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高砂裕之(鹿島建設(株) 技術研究所 地球環境・バイオグループ 上席研究員)
権藤尚(鹿島建設(株) 技術研究所 建築環境グループ 主任研究員)
武政祐一(鹿島建設(株) 技術研究所 建築環境グループ 上席研究員)
彦坂晶子(千葉大学 園芸学研究科 環境園芸学専攻 環境調節工学研究室 准教授)
田林紀子(北海三共(株) 農業科学研究所 専門研究員)

遺伝子組換えイチゴを用いた有用物質生産では,インターフェロンやラクトフェリンを発現する組換えイチゴの作出がすでに実現している。その一方で,閉鎖型人工環境下でのイチゴの栽培研究はこれまでにあまり例がなかった。本稿では,閉鎖型植物工場における有用物質発現イチゴの高効率栽培システムの実用化を目的に,異分野の研究者が連携して取り組んでいる研究開発の状況について紹介する。

【目次】
1. 遺伝子組換えイチゴによる有用物質生産
1.1 有用物質生産系としてのイチゴの特徴
1.1.1 安定的な増殖
1.1.2 多段式栽培が可能
1.1.3 生食性と嗜好性
1.2 有用物質発現イチゴの開発例
2. 閉鎖型遺伝子組換え植物工場による有用物質発現イチゴの生産フロー
3. 閉鎖型人工環境下でのイチゴの高効率栽培システムの開発
3.1 有用物質生産に最適な栽培環境条件の解明
3.1.1 果実収量を高める条件
3.1.2 有用物質の蓄積濃度を高める条件
3.2 多段式栽培が行われる室内環境の特性と最適栽培空間の設計構築手法の開発
3.2.1 栽培室内の環境の均一性に関する調査研究
3.2.2 栽培環境シミュレーション技術の開発
4. おわりに


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BIO R&D

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RNAスイッチを用いた微生物のタンパク質合成技術の開発と応用
Development and Application of the Excellent Proteinsynthesis Technique with RNA Switches in Microorganisms

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山内隆寛(白鶴酒造(株) 研究開発室 主任;甲南大学 先端生命工学研究所(FIBER))
杉本直己(甲南大学 先端生命工学研究所(FIBER) 所長;同大学 理工学部 教授)

近年,バクテリアや植物,糸状菌でシグナル分子と直接結合して遺伝子発現を調節するスイッチRNA(リボスイッチ)が発見された。本稿では,麹菌で発見されたリボスイッチの遺伝子発現制御機構と,筆者らが開発した新しい機能を持ったリボスイッチについて紹介する。また,リボスイッチを使った将来展望についても述べる。

【目次】
1. はじめに
2. リボスイッチとは
3. 麹菌のリボスイッチについて
4. 麹菌リボスイッチの応用
5. おわりに


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糖尿病診断に用いる新規酵素の開発
Development of Novel Enzymes Applied to Clinical Diagnosis for Diabetes

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廣川浩三(キッコーマン(株) 研究開発本部 研究開発第2部)


国内の糖尿病患者数は1,870万人(予備軍を含む)に達するなど,深刻な社会問題である。現在,糖尿病の病態管理にはヘモグロビンA1c(HbA1c)が広く用いられているが,短時間で大量の検体を測定するため,酵素による測定法の開発が期待されていた。本稿ではHbA1c酵素法の実用化に向けて筆者らが取り組んだ,新規酵素のスクリーニングおよび性能の改良について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素法HbA1c
2.1 アマドリ化合物に作用する酵素
2.2 FPOXのスクリーニング
2.3 FPOXの安定性向上
2.4 FPOXを用いたHbA1c測定法
3. おわりに


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第4回 脳と環境とのインタラクションに挑む技術(1)

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身体あるいは機械を通した実社会とのインタラクション
Interaction with Read World Via“Body”or“Machine”

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福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS) ライフサイエンスユニット フェロー)




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多次元生体情報記録手法
Multi-Dimensional Recording

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藤井直敬((独)理化学研究所 脳科学総合研究センター 適応知性研究チーム BTCC 双方向BMI研究ユニット チームリーダー(ユニットリーダー))

多次元生体情報記録手法は,脳内多領域からの神経細胞活動を同時記録する一方,実験動物の行動の詳細も同時に記録する手法である。この手法は,従来の電気生理学的手法を拡張するものであり,脳内神経ネットワーク,個体間ネットワークなどの動的多層ネットワークを関係性という視点から理解することを可能にする。

【目次】
1. わたしたちと脳
2. 覚醒動物からの神経細胞活動記録
3. 従来の手法の問題点と限界
4. 多次元生体情報記録手法
5. 多次元生体情報記録手法の応用
6. これからの認知神経生理学


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脳内意思解読技術の開発を目指して
Towerd Development of Neural Mind Reading Techniques

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長谷川良平((独)産業技術総合研究所 脳神経情報研究部門 ニューロテクノロジー研究グループ グループ長)

少子高齢化社会において脳や身体に障害を持つ人々の「生活の質」を向上するためのニューロテクノロジー開発は脳研究で社会貢献を目指す研究者にとっての重要なミッションである。この目的を実現する手段の一つして脳と外界を直結するブレイン・マシン・インターフェース(BMI)技術が着目されている。本稿では,筆者がこれまで行ってきた,サルをモデル動物とした意思決定の脳内機構の研究と,その成果を活用した脳内意思決定を解読する認知型BMI技術開発への取り組みを紹介する。

【目次】
1. 脳が「侵略」される?
2. BMIの何がすごいのか?
3. BMI開発を(密かに)目指して…


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連載 たまごバイオ(第1回)

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たまごバイオの紹介

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結城惇((株)アニマルバイオ)

【目次】
1. はじめに
2. 背景
2.1 分子生物学とヒト遺伝形質の移植技術
2.2 バイオ産物の推移と宿主生物種の拡大
2.2.1 単純蛋白質の生産からヒト抗体の生産へ
2.2.2 研究用微生物から農畜産用生物へ
2.3 動物個体への遺伝子移植法の発展
3. たまごバイオの紹介
3.1 たまごバイオの対象
3.2 たまごの構造と形成
3.3 たまごバイオの産物
3.4 たまごバイオの技術
4. たまごバイオの特徴
4.1 動物胚操作技術の基本要件とニワトリ
4.2 世界のたまごバイオ研究
5. アニマルバイオとたまごバイオ
5.1 アニマルバイオのトピックス
5.2 マウスとトリ





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4,950円
【特集】 システムバイオロジー―解析データ応用の第2ステージへ―
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特集にあたって―生命システムの解明と応用に向けて―
Editorial;Recent Development of Systems Biology Towards the Deep Understanding of Biological Systems and It’s Applications to Various Aspects

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八尾徹((独)理化学研究所;(独)産業技術総合研究所;(独)科学技術振興機構)




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システムバイオロジーの進展
Recent Progress in System Biology for Understanding Interaction Networks

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北野宏明(特定非営利活動法人システム・バイオロジー研究機構 会長)

システムバイオロジーが,新たな潮流として生み出されてから10年が経とうとしている。本稿では,最近の大規模相互作用データに基づくネットワーク生物学ともいえる理論的展開とソフトウエア基盤に関して概観する。ゲノム・ワイドでいろいろな生物種の塩基配列,転写活性の変化,タンパク質相互作用などの測定が可能となった今,生物の持つ複雑な遺伝子やタンパク質相互作用としてのネットワークの本質を探ることが,大きなテーマとして浮上している。本稿では,まず,大域的なネットワーク構造に関する議論を紹介すると共に,ロバスト・システムとしての生命という視点から,進化可能でありロバストであるシステムを構成するネットワークの基本的なアーキテクチュアに関して議論したいと思う。さらに後半で,これらの研究を進めるにあたって重要となる,情報基盤・ツールに関して述べる。

【目次】
1. 生物学的ネットワークの大域構造
2. 進化可能で,ロバストなシステムのアーキテクチュア
3. モジュールのロバストネス
4. アーキテクチュア
5. ロバストネスと脆弱性のトレードオフ
6. システムバイオロジー研究での情報基盤
6.1 SBML:Systems Biology Markup Language
6.2 SBGN:Systems Biology Graphical Notation
6.3 CellDesigner
7. おわりに


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シグナル伝達系のシステムバイオロジー―細胞制御の理論と予測―
Systems Biology for Signal Transduction Network―Theory and Prediction for Cell Control―

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畠山眞里子((独)理化学研究所 基幹研究所 先端計算科学研究領域 細胞システムモデル化研究チーム チームリーダー)

まったく異なる細胞フェノタイプを誘導するシグナル伝達に関わる分子種を見ると,そのほとんどがオーバーラップしていることに気づく。なぜ,同じ分子種を用い,異なる細胞出力を生み出せるのか?この疑問がシグナル伝達系をシステムとして解こうという出発点である。細胞制御をシステムとして見た場合,どのような理解が可能になるか,その具体例に触れる。

【目次】
1. はじめに
2. パスウェイ構造と細胞出力
3. 生物におけるパスウェイ構造
4. シグナル伝達と転写とのクロストーク
5. 生物パスウェイを模倣した数理モデルの妥当性
6. 細胞出力を決定するシステムのメカニズムは1つだけでない
7. 階層的なシステム解析の必要性
8. おわりに


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心筋細胞のシミュレーションとその応用―分子・細胞のモデルから生理・病態生理の理解と応用へ―
Simulation of the Cardiac Muscle Cell Function and its Application

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野間昭典(立命館大学 生命科学部 生命情報学科 教授)
姫野友紀子(京都大学 医学研究科 病態代謝栄養学 バイオシミュレーションプロジェクト)
車采映(京都大学 医学研究科 病態代謝栄養学 バイオシミュレーションプロジェクト)

我々の目指すバイオシミュレーションは心臓の生理学,あるいはシステムバイオロジー解析を目指すものである。平成15~17年度リーディングプロジェクト「細胞・生体機能シミュレーションプロジェクト」京都大学拠点における研究成果,シミュレーションでなければできなかったこと,心臓シミュレータの応用,展望等について記載した。

【目次】
1. 心臓の生理学
2. 平成15~19年度リーディングプロジェクト「細胞・生体機能シミュレーションプロジェクト」京都大学拠点におけるシステムバイオロジー研究
3. 京都大学拠点の研究成果
4. シミュレーション基盤技術の開発
5. シミュレーションでなければできないこと
6. 心臓シミュレータの応用,実用化
7. 心臓シミュレーション解析の展望


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オミックス医療とSystems Pathology
Omics-based Medicine and Systems Pathology

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田中博(東京医科歯科大学 疾患生命科学研究部 教授)

ゲノム,遺伝子発現,プロテオームなど近年の発展の著しい網羅的分子情報に基づいて予測性の高い医療の実現を目指すオミックス医療について論じるとともに,これら網羅的情報に基づいて「疾患をシステムとして理解する」Systems Pathologyについて,その基本概念,肝細胞がんでの応用例などを紹介する。

【目次】
1. はじめに―システム分子医学の発展に向けて―
2. Systems Pathologyの基礎としてのオミックス医療の展開
2.1 オミックス(Omics)情報,オミックス医科学とは
2.2 オミックス情報は,疾患に罹患した体細胞組織の遺伝子変異についての網羅的分子情報である
2.3 オミックス情報の臨床的な有効性
2.4 疾患トランスクリプトームによる疾患の亜分類と予後予測
2.5 疾患プロテオームとがんの早期診断
2.6 始まったがんの予後予測のDNAチップの臨床実用化
3. システム分子医学の基礎としての統合的医療データベースiCOD
3.1 分子から臨床まで統合的医療データベースの必要性
3.2 東京医科歯科大学における網羅的分子病態データベースiCOD
3.2.1 iCODの症例数
3.2.2 収載した項目
3.2.3 データベースの構成・利用
3.2.4 オミックス医療のための解析
4. 疾患に対するシステム的理解としてのSystems Pathology
4.1 疾患をシステムとして捉える
4.2 Systems Pathology(システム病態学/システム分子病理学)の基本的見方
4.3 高血圧における階層横断的な下向的因果性と疾患維持ループ
4.4 肝がんのシステムパソロジー
4.5 細胞周期関連遺伝子の変異は,カオスへと移行するがん進行の最終共通過程


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微生物代謝のシステムバイオロジー―オミックス解析からシミュレーションへ―
Systems Biology for Microorganism from Omics to Simulation

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戸谷吉博(慶應義塾大学 先端生命科学研究所;大学院政策・メディア研究科 博士課程)
石井伸佳(慶應義塾大学 先端生命科学研究所;大学院政策・メディア研究科 助教)
冨田勝(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 所長;環境情報学部 教授)

近年のトランスクリプトミクス,プロテオミクス,メタボロミクスなど,細胞内のオミックスを研究する学問分野の拡大に伴い,各種の網羅的情報が急速に蓄積している。これら異なる階層に渡る情報を統合的に解析することで,細胞の生理機能についての多くの知見が得られると期待されている。また,詳細な代謝の制御機構の解明やin silicoでのスクリーニングを実施するには数理モデルの利用が有効である。本稿では,微生物細胞のメタボローム解析や代謝流束解析,異なる階層のオミックスデータの統合的な解析について概説する。また微生物細胞の代謝モデルを構築するためのこれまでの取り組みや,オミックス解析を利用した微生物細胞のシミュレーションに向けた試みについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 微生物細胞のメタボロミクス
3. 13C代謝流束解析
4. マルチオミックスの統合的解析
5. 微生物細胞の動的代謝シミュレーション
6. おわりに


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植物システムバイオロジーの進展―マルチネットワークの視点から―
Plant Systems Biology―from a Complex Multinetwork View Point―

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福島敦史((独)理化学研究所 植物科学研究センター メタボローム基盤研究グループ 特別研究員)
斉藤和季(千葉大学 大学院薬学研究院 遺伝子資源応用研究室 教授;(独)理化学研究所 植物科学研究センター メタボローム基盤研究グループ グループディレクター)

近年,網羅的な遺伝子発現および代謝物プロファイルデータを組み合わせた統合解析が植物機能ゲノミクスへの利用や生理状態の解明に深い洞察を与えている。本稿では,ネットワークの観点からオミックスデータを統合する植物システムバイオロジーの研究動向について概観し,特に代謝物プロファイルデータの解析に関する解説とその統合解析例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 植物システムバイオロジー研究の動向―ネットワークの視点から
2.1 遺伝子-遺伝子発現相関ネットワーク
2.2 遺伝子発現-代謝物相関ネットワーク
2.3 代謝物-代謝物相関ネットワーク
2.4 代謝物-表現型形質相関ネットワーク
3. 植物システムバイオロジーを支える大量データを扱う―代謝物プロファイル
3.1 植物の代謝物プロファイリング技術
3.2 生データからデータ行列への変換
3.3 データ行列に対する前処理―データ変換とスケーリング
3.4 データベース
3.5 統合する・視覚化する・解釈する
4. 概日リズム関連遺伝子欠損シロイヌナズナの統合解析例
4.1 植物概日時計システムについて
4.2 Pseudo-response regulatorは中心振動体のリズム保持に関わる
4.3 d975の代謝の観点からの特徴づけ
5. おわりに


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システムバイオロジーの国際動向―基礎現象の解明から医療・環境・エネルギー分野への応用―
World Trends of Systems Biology―From Basic Reseaerch of Biological Systems towards Applications to Healthcare, Medicine, Environment and Energy―

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八尾徹((独)理化学研究所;(独)産業技術総合研究所;(独)科学技術振興機構)

近年目覚ましい発展をしつつあるシステムバイオロジーの国際動向を概説する。特に第2ステージに入ったと考えられる最近の欧米の施策動向と研究動向を紹介する。その上で,システムバイオロジーの医薬・医療への応用動向と,微生物・植物システムバイオロジーによる環境・エネルギーへの応用と合成バイオロジーの状況を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. システムバイオロジーの発展
2.1 全般動向
2.2 米国の動き
2.3 欧州の動き
3. システムバイオロジーの研究動向
3.1 全般動向
3.2 注目事例
4. システムバイオロジーの医薬・医療への応用
4.1 全般動向
4.2 注目研究
4.3 医薬企業のシステムバイオロジー
4.3.1 Novartis Institute for BioMedical Research Inc.(Boston)
4.3.2 Lilly(Research)
4.3.3 TNO(Systems Biology)
4.3.4 Astra Zeneca
4.3.5 Pfizer(Dr.D.Graaf:Director,Systems Biology)
4.3.6 Novo
4.4 ベンチャー会社の取り組み
5. 微生物・植物システムバイオロジー,合成バイオロジーと環境・エネルギー
5.1 微生物関連システムバイオロジー
5.1.1 DOEは,環境・エネルギー問題へのシステムバイオロジーを強力に推進している
5.1.2 欧州では,SysMo(Systems Biology of Micro-Organisms)という微生物システムバイオロジープロジェクトが2007年5月に,欧州6か国(ドイツ29,オーストリア2,オランダ15,ノルウェー7,スペイン9,イギリス22)によってスタートした
5.1.3 システムバイオロジーの論文は年間1,000件を超えるレベルに急増しているが,その中で微生物関連は非常に多い
5.2 植物バイオロジー
5.2.1 Ghent大(ベルギー,ブリュッセル郊外):Dr.Martin Quiper,July 21,2007
5.2.2 Nottingham大(UK):Prof.Bennet Malcolm,Director,July 25,2008
5.2.3 Western Australia大:Prof.Harvey Millar,July 26,2008
5.2.4 New York大:Prof.Gloria Coruzzi,Chair,Genomics and Systems Biology,July 24,2008
5.2.5 Toront大(カナダ):Prof.Peter McCourt,Department Cell & Systems Biology,July 24,2008/09/28
5.2.6 国際植物学会ICAR 2008(International Conference on Arabidopsis Research)
5.3 合成バイオロジー(Synthetic Biology)
5.3.1 合成バイオロジーの発展
5.3.2 最近の動向
5.3.3 今後の展望
6. おわりに


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BIO R&D

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ヒツジを用いたサル組織産生法
A Method for Generating Monkey Tissues Using Sheep

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花園豊(自治医科大学 分子病態治療研究センター 再生医学研究部 教授)

移植医療においてドナーが絶対的に不足し,それが移植治療普及の足かせになっている。そこで,家畜動物にヒトの組織を作らせたらどうかと考えた。すなわち,ヒトの組織をもつキメラ家畜である。それに向けて筆者らは今回,サルES細胞をヒツジ胎仔に移植する実験を行い,肉眼的なサル/ヒツジキメラの作出に成功した。

【目次】
1. はじめに
2. キメラを作る
3. ヒツジ体内でサル細胞の運命
4. 異種細胞が拒絶されない理由
5. おわりに


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難培養性微生物のゲノム解析技術とシロアリ腸内微生物の共生機構
New Genome Approaches to Uncultured Microorganisms and Symbiosis in the Gut of Termites

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大熊盛也((独)理化学研究所 基幹研究所 環境分子分解科学研究チーム チームヘッド)
本郷裕一((独)理化学研究所 基幹研究所 環境分子分解科学研究チーム 協力研究員)

シロアリ腸内の共生微生物群集による高効率なセルロース資源の分解・利用機構についての研究は,共生微生物が難培養性ゆえに困難であった。最近の分子微生物生態学的な研究成果に加え,いわゆるメタゲノムとは異なる難培養性微生物のゲノム解析技術の進展にともない,複雑な共生微生物群集における共生機構が解明されつつある。

【目次】
1. はじめに
2. シロアリ腸内微生物の多様性と新規微生物
3. 原生生物と細胞共生する細菌群
4. メタゲノム解析とその問題点
5. 少量の細胞からの全ゲノム解読
6. 原生生物の細胞内共生細菌のゲノム進化と共生機構
7. 原生生物のメタEST
8. おわりに


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連載:未来を拓く 脳科学のススメ

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第3回

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幹細胞とハイテク電極が挑む「脳への“移植”治療」
Neural Implantation Treatment by Stem Cell and High Technology Electrode
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福士珠美((独)科学技術振興機構 社会技術研究開発センター 「脳科学と社会」研究開発領域 脳神経倫理研究グループ 研究員;同機構 研究開発戦略センター ライフサイエンスユニット フェロー)





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神経幹細胞;基礎から臨床研究へ
Translating Human Neural Stem Cells from Basic Research to Clinic

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内田信子(StemCells,Inc Vice President Stem Cell Biology)

神経幹細胞は自己複製する能力と,前駆細胞を経てニューロンおよびグリア細胞であるアストロサイトとオリゴデンドロサイトに分化する能力を兼ね備えた細胞と定義される。本稿ではヒト神経幹細胞の研究および神経幹細胞バンクの開発,難治性神経系疾患を最初の臨床治験対象として選択した経緯,そして臨床研究を実現するまでに辿った軌跡を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 臨床研究を開始するまでの過程
3. 神経幹細胞治療の実用化への課題


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東北大学内連携プロジェクトによる多機能集積化半導体電極の開発と神経活動の多元的解読
Multidimensional Decoding of Neuronal Activity and Development of Integrated-Multifunctional Silicon Electrode by a Cross-Departmental Collaboration at Tohoku University

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坂本一寛(東北大学 電気通信研究所 助教)
虫明元(東北大学 大学院医学系研究科 教授)
田中徹(東北大学 大学院医工学研究科 教授)
片山統裕(東北大学 大学院情報科学研究科 准教授)
小柳光正(東北大学 大学院工学研究科 教授)

本稿では,脳活動の医学的工学的応用に向けた東北大学における筆者らの組織横断的連携プロジェクトの例をご紹介する。プロジェクトでは,神経活動の多元的解読というソフト面と脳活動計測制御の高度プラットフォームとしての半導体電極開発というハード面を融合し,脳機能解明のブレークスルーと脳・神経活動の医工学的応用を目指す。筆者らの活動はさらに,学内の他の連携プロジェクトと連動することで,総合大学ならではの広がりと厚みを持ち始めている。

【目次】
1. はじめに
2. 神経活動の多元的解読
3. 脳活動計測制御における高次プラットフォームとしての半導体電極の開発
4. 東北大学内の他の組織・プロジェクトとの連動
5. おわりに





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4,950円
【特集】 地殻内微生物の生態と機能
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特集にあたって

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稲垣史生((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ グループリーダー 上席研究員)




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海底下堆積物内に拡がるアーキアワールド
The Archaea World in Marine Subsurface Sediments

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稲垣史生((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ グループリーダー 上席研究員)
諸野祐樹((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ 研究員)

世界各地の海底下堆積物から抽出された極性脂質は,エーテル型アーキア脂質が全体の約87%を占めていた。また,凍結細胞破砕法と全ゲノム増幅を組み合わせて抽出した環境DNAを鋳型に定量PCR法やスロットブロットハイブリダイゼーションを試みた結果,40~60%の割合でアーキアの16S rRNAが検出された。それらの結果は,海底下生命圏が地球上で最もアーキアが多い生息空間“アーキアワールド”であることを示している。

【目次】
1. はじめに
2. 海底下堆積物中の極性脂質
3. DNAによるアーキアの定量
4. 従属栄養の優占
5. 海底下生命圏の微生物由来の炭素量試算
6. おわりに―海底下になぜアーキアが多いのか―


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熱水循環が支える海底下微生物生態系
Subseafloor Microbial Ecosystems Sustained by Hydrothermal Fluid Flows

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高井研((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター プログラムディレクター)

地球表層環境に比べ,エネルギーも有機物も乏しいと考えられる海底下環境にも豊かな微生物生態系が形成される場がある。「海底下の大河」と呼ばれる海底下熱水循環の周辺環境である。本稿では,典型的な「海底下の大河」について,その原動力,物理・化学環境,化学合成生物生産が密接に相関することを概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 地殻内微生物研究の歴史
3. 「海底下の大河」として熱水循環
4. 「海底下の大河」と海底下微生物生態系
4.1 海嶺軸(火山)における活発なマグマ活動による大河
4.2 海嶺軸あるいは周辺部におけるテクトニクスによる熱水循環
4.3 海嶺翼部における玄武岩冷却過程における熱水循環
4.4 堆積物に埋没した熱水循環
5. 4つの「海底下の大河」と海底下微生物生態系の解明に向けて


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海底下深部堆積物中の好気性細菌が産生する酵素
Enzymes of Aerobic Bacteria Isolated from Deep Subseafloor Sediments

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小林徹((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター プロジェクトディレクター)
三浦健((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター 研究員)

地球深部探査船“ちきゅう”は,海底下より7,000mまで掘削できる能力を有する世界屈指の科学掘削船である。筆者らは,下北半島東方沖において行われた掘削試験により得られた海底下365mまでのコア堆積物中に酵素活性を見出し,さらに非常に多くの好気性細菌の存在を分離・培養によって明らかにした。これらの細菌が産生する酵素についてその特徴を概説する。

【目次】
1. はじめに
2. コア堆積物中の酵素活性
3. 好気性細菌の分離
3.1 好気性細菌数と分離
3.2 16S rRNA配列による系統解析と優占種
3.3 分離菌の鉛直分布
4. 分離菌の産生する酵素
4.1 酵素の検出
4.2 アルカリ耐性菌と産生酵素
5. おわりに


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硝酸塩イオンを電子受容体とした地下微生物生態系―無菌脱酸素掘削からの知見―
Nitrate-Dependent Subsurface Biosphere―Insights from Aseptic and Deoxygenated Drilling

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鈴木庸平((独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門 地質特性研究グループ 研究員)
須甲武志((独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門 地質特性研究グループ 博士特別研究員;原子力安全基盤機構 研究員)
伊藤一誠((独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門 地質特性研究グループ グループ長)

地質学的に安定な第三紀堆積岩地域を対象に,地球化学・微生物学的擾乱を最小限にした深度350mの無菌脱酸素掘削を実施した。水理地質学・地球化学・微生物学的解析により硝酸塩イオンを電子受容体とする活動的な地下微生物生態系の存在が示された。本稿では,その科学的根拠を示し、地下生物圏における物質循環に関して考察する。

【目次】
1. はじめに
2. 地下微生物調査法の問題点
3. 無菌脱酸素掘削
4. 掘削サイトの地質学的セッティング
5. 水理地球化学的特性
6. 地下微生物の代謝活性
7. DNAと脂質バイオマーカーを用いた微生物群集構造解析
8. 陸域地下生物圏における物質循環の新たな視点
9. おわりに


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天然ガス田でメタンを作る微生物を探る
Microbial Diversity and Methanogenic Potential in Natural Gas Fields in Japan

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持丸華子((独)産業技術総合研究所 生物機能工学研究部門 生物資源情報基盤研究グループ;同研究所 地圏資源環境研究部門 地圏微生物研究グループ 特別研究員)
鎌形洋一((独)産業技術総合研究所 生物機能工学研究部門 生物資源情報基盤研究グループ;同研究所 ゲノムファクトリー研究部門 部門長)

微生物が作り出したメタンが濃集して形成された天然ガス田がある。そのメタンはどのような微生物により作られたのであろうか。そして,その営みは今も続いているのであろうか。本稿では,地球化学的研究により微生物起源とされた水溶性天然ガス田を対象として,微生物学的な手法を用いることにより明らかになったメタン生成微生物群の生態について紹介する。さらに油ガス田微生物研究の今後の可能性について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 天然ガス田の分類と微生物によるメタン生成
3. 日本に特徴的な水溶性天然ガス田
4. 微生物の生息場所としてガス田環境を見る
5. 水溶性天然ガス田における微生物の多様性
6. 培養法を用いて検出された生きたメタン生成古細菌
7. 油ガス田環境における物質循環
8. おわりに


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北海道の石炭層と堆積岩断層帯の深部地下水中のメタン生成微生物群集
Methanogenic Microbial Communities in Deep Coal Seam Groundwater and Fault-bordered Aquifers of Hokkaido,Japan

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清水了((財)北海道科学技術総合振興センター 幌延地圏環境研究所 地下微生物環境研究グループ 主任研究員)
秋山克((財)北海道科学技術総合振興センター 幌延地圏環境研究所 地下微生物環境研究グループ 研究員)
長沼毅(広島大学 大学院生物圏科学研究科 准教授)
石島洋二((財)北海道科学技術総合振興センター 幌延地圏環境研究所 所長)

地下深部のメタン胚胎環境である北海道の夕張地域の石炭層と幌延地域の堆積岩断層帯の地下水中の微生物群集について紹介する。興味深いことに石炭層に包蔵されているメタンは同位体分析では熱分解起源であることが示唆されたが,同地下水にはメタン生成に関わる微生物群集が存在していた。一方,幌延では,断層帯を挟んでメタン生成微生物群集と非メタン生成微生物群集が存在していた。両サイトのメタン生成微生物群集は興味深いことに群集構造に類似性がみられた。

【目次】
1. はじめに
2. 石炭層の微生物
2.1 CO2-ECBMプロジェクトと研究サイト
2.2 生産ガスの組成と安定同位対比
2.3 石炭層の微生物群集
2.4 N2ガス注入による微生物群集への影響
3. 堆積岩断層帯の微生物
3.1 研究サイト
3.2 堆積岩断層帯の微生物群集構造
4. 両メタン胚胎地下環境の地下微生物群集の比較


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地下生命圏におけるメタゲノム解析
Metagenomics in Subsurface Biosphere

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布浦拓郎((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター 研究員)
高見英人((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター プログラムディレクター)

【目次】
1. メタゲノム解析とは
1.1 ライブラリーの作製
1.2 シーケンシング
1.3 特定の微生物(群)由来ゲノムの解析
2. メタゲノム解析の利点と課題
3. 地下生命圏におけるメタゲノムの実際
3.1 嫌気的メタン酸化微生物群集
3.2 カリフォルニア鉱山酸性排水微生物群集
3.3 金山の地下熱水環境におけるメタゲノム解析
4. 複雑な海底下生命圏メタゲノム解析に向けて


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地球深部探査船「ちきゅう」によるライザー掘削試験に用いられた循環泥水の微生物学的汚染評価
Contamination Monitoring of Circulation Mud Fluids during the Test Operation of Riser Drilling by the Deep-Earth Research Vessel Chikyu

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益井宣明((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ 研究員)

掘削により採取されるコアの汚染の状況を把握することは,海底下生命圏の研究を行う上で重要である。地球深部探査船「ちきゅう」は,泥水を循環させるライザー掘削方式によって海底下数千メートルの大深度掘削が可能である。バイオマスが少ないと予想される大深度掘削試料を分析するには,ライザー掘削に用いられる泥水の微生物学的研究が不可欠である。本稿では,2006年に下北半島沖で行われた「ちきゅう」のライザー掘削試験に使用された循環前および循環後の泥水試料を用いて,微生物相がどのように変化したのかを概説する。また,外来微生物による汚染(コンタミネーション)をできる限り防ぐ(もしくは評価する)ための泥水調製について議論する。

【目次】
1. はじめに―海底下生命圏研究の進展
2. 科学掘削にライザー掘削技術を導入
2.1 「ちきゅう」による初めてのライザー掘削試験
2.2 掘削循環泥水の特性
2.3 掘削循環泥水の汚染評価
3. 掘削循環泥水の全菌数および生菌数の変化
4. 分子生物学的手法による掘削循環泥水中のバクテリアの多様性
5. 分子生物学的手法による掘削循環泥水中のアーキアの多様性
6. おわりに


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海底下堆積物中の微生物バイオマス測定法
Enumeration of Microbial Cells in Marine Subsurface Sediments

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諸野祐樹((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ 研究員)
寺田武志((株)マリン・ワーク・ジャパン OD科学技術部 高知海洋課)

微生物細胞の直接計数は,真っ暗な部屋の中で一人顕微鏡を覗き,カチカチとカウンターを押しながら行う地味な作業であり,寒天などを用いた培養法による微生物数計測に比べ若干敬遠されがちである。しかし,海底下のような未培養,難培養の微生物を多く含む環境においては直接係数が簡便かつ迅速な唯一の微生物バイオマス計測法である。本稿では,海底下堆積物を用いて行ったバイオマスの直接計数とその自動化の事例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 微生物バイオマスの直接計数法―蛍光色素を利用した生物特異的検出―
3. どれが微生物?―非生物粒子と微生物
4. 塩酸(HCl),フッ化水素酸(HF)を用いた堆積物処理
5. 顕微鏡観察,微生物検出の自動化
6. 堆積物からの微生物回収率
7. 海底堆積物中の微生物カウント
8. 今後の展望:直接計数の今後と複合的計測


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BIO R&D

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植物の生長・開花調整機構の解明とその応用―根毛をつくる遺伝子が,生長・開花にも関与―
Analyses of Growth and Flowering Mechanism in Arabidopsis

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冨永るみ(基礎生物学研究所 植物器官形成学研究室 研究員)
和田拓治(基礎生物学研究所 植物器官形成学研究室 研究員;(独)理化学研究所 植物科学研究センター 非常勤チームリーダー)

シロイヌナズナの表皮細胞分化をつかさどるCAPRICE遺伝子のホモログCPC LIKE MYB 3(CPL3)遺伝子は,根毛を作り,葉のトライコームを増やす働きだけでなく,葉の生長や花芽形成に関与することがわかった。CPL3遺伝子を利用した作物の収量増加技術の開発が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 表皮細胞分化を制御するCPC遺伝子ファミリー
3. CPL3遺伝子の探索とその機能について
3.1 CPL3突然変異体の大型化
3.2 CPL3遺伝子の開花時期への関与
4. 作物収量の向上を促す新技術開発への貢献


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万能インフルエンザワクチン実現へ繋がるCTL誘導型リポソームワクチンの開発
CTL-based Liposome Vaccine for the Development of Universal Influenza Vaccine

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内田哲也(国立感染症研究所 血液・安全性研究部 主任研究官)
種市麻衣子(国立感染症研究所 血液・安全性研究部 主任研究官)

従来のワクチンが主として液性免疫(抗体産生)を誘導するものであったのに対して,ワクチン抗原をリポソームの表面に結合することにより細胞性免疫(CTL)を誘導するワクチンの創製が可能であることが明らかになった。このことを利用して,現在筆者らはCTL誘導型万能インフルエンザワクチンの開発を試みている。

【目次】
1. はじめに
2. リポソーム表面結合抗原によって誘導されるIgE選択的無反応
3. 抗原とリポソームとの結合方法によらず誘導されるIgE選択的無反応
4. リポソームの脂質組成によって異なるアジュバント効果
5. T細胞に非依存的なIgE抗体産生の調節機構
6. 不飽和脂肪酸からなるリポソームを用いて作製されたリポソーム表面結合抗原による腫瘍拒絶の誘導
7. CTL誘導型インフルエンザワクチンの開発
8. 万能インフルエンザワクチンの臨床応用にむけて


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連載:未来をひらく 脳科学のススメ

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第2回 はじめに

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脳をみること,みつめること

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福士珠美((独)科学技術振興機構 社会技術研究開発センター 研究員)




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非侵襲脳機能イメージング法(MRI,PET,NIRS)の進歩
Progress in Non-invasive Brain Functional Imaging Technology:MRI,PET,NIRS

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清水公治((株)島津製作所 経営戦略室 次世代医療事業推進グループ 部長)

イメージング機器の進歩によって,脳機能を非侵襲で画像化することが可能になっている。ここでは,機器開発の立場から,非侵襲脳機能イメージングに利用されているMRI(磁気共鳴イメージング装置),PET(ポジトロンCT装置),NIRS(近赤外光イメージング装置)の概要を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. MRI
3. PET
4. NIRS
5. おわりに


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分子イメージングを用いた先端研究とその実用化
Advanced Research Using Molecular Imaging and Its Utilization

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瀬藤光利(浜松医科大学 分子イメージング先端研究センター 分子解剖学部門 主任教授)
松本峰男(三菱化学生命科学研究所 分子加齢医学研究グループ 主任研究員)
小西慶幸(三菱化学生命科学研究所 分子加齢医学研究グループ 主任研究員)

「脳と心をめぐる科学技術の今とこれから」というテーマに沿って,筆者らが開発と応用を手がけている分子イメージング法である質量顕微鏡法を紹介する。これは観察対象の組織上での観察と同定を同時に行えるという意味にて究極の観察方法と言える。直近の脳科学研究において重要な手法となるだろう。筆者らはこれまでに,QIT-TOF型質量分析装置を利用した質量顕微鏡法,ナノ微粒子イオン化支援剤をマトリクスに用いた高解像度の質量顕微鏡,大気圧型質量顕微鏡の開発等に着手し,成功してきた。質量顕微鏡法を用いた最近の幾つかの具体例,その問題点,発展性などについて解説したい。

【目次】
1. はじめに
2. 質量顕微鏡法の実際
2.1 既存のQIT-TOF型質量分析装置を利用した質量顕微鏡
2.2 ナノ微粒子イオン化支援剤をマトリクスに用いた高解像度の質量顕微鏡法
2.3 大気圧型質量顕微鏡の開発
3. おわりに



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4,950円
【特集】 バイオコスメトロジー―新素材の開発と応用―
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唇研究とアプリコットエキスによる唇荒れ改善効果
Study on Lip Chapping and Lip Treatment by Apricot Extract Essense

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引間理恵((株)カネボウ化粧品 製品保証研究所 有用性評価グループ 主任研究員)

唇荒れは非常に発生頻度が高く,女性にとって美容上の重要な悩みの一つである。しかし,唇荒れに対する対処法には保湿のみであって,根本的に唇荒れを改善する方法は開発されていない。本稿では,唇荒れの特徴および,唇荒れの改善法を開発することを目的とし,唇荒れに伴う角層細胞表面形態の観察および落屑調節酵素の変動について検討した結果について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 唇について
3. 唇荒れの特徴
4. 唇の落屑調節メカニズムについて
5. 唇荒れに伴う落屑調節酵素の変動
6. 唇荒れを改善するリップケア法の提案
7. おわりに


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NAOエキスによる皮膚弾力性改善効果
Improvement of Skin Elasticity through Nao Extract

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木田尚子(ポーラ化成工業(株) ポーラ中央研究所 研究員)

皮膚のシワ形成,ハリ・弾力の低下には光老化による真皮コラーゲン線維束構造の崩壊が深く関わっている。我々は,光老化に伴う真皮線維芽細胞の細胞接着因子インテグリンα2β1の減少が正常なコラーゲン線維構造の形成を妨げることを見出した。さらにインテグリンα2β1を発現亢進する成分を含有したNAOエキスを開発し,皮膚の弾力性に対する有用性についても検証したので報告する。

【目次】
1. はじめに
2. 細胞接着因子インテグリンα2β1のコラーゲン線維形成能への関与
2.1 siRNA導入による光老化モデル細胞の作製
2.2 細胞接着評価
2.3 細胞形態とコラーゲン線維形成能
3. インテグリンα2β1発現亢進素材の探索と効果
3.1 インテグリンα2β1発現亢進素材「Farrerol」
3.2 Farrerolによる細胞接着能促進効果
3.3 Farrerolによる細胞伸長促進効果とコラーゲン線維形成効果
4. NAOエキス配合化粧料の連用効果
4.1 皮膚弾力性の改善効果
4.2 キメの改善効果
5. おわりに


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アミノ酸と美容
Amino Acid and Beautification―Oral Ingestion and Application onto Skin―

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三上直子(味の素(株) アミノサイエンス研究所 香粧品研究室 課長)

【目次】
1. はじめに
2. 皮膚の保湿とアミノ酸
3. 皮膚の美白とアミノ酸
4. 皮膚の老化とアミノ酸
5. 皮膚のトラブル改善とアミノ酸
6. 毛髪とアミノ酸


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乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した化粧品素材の開発
Development of Cosmetic Ingredients Using Fermentation of Lactic Acid Bacteria and Bifidobacterium

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伊澤直樹((株)ヤクルト本社 中央研究所 応用研究II部 研究員)
曽根俊郎((株)ヤクルト本社 中央研究所 応用研究II部 副主席研究員)
千葉勝由((株)ヤクルト本社 中央研究所 応用研究II部 主席研究員)

乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した化粧品素材は数多く登録されている。本稿では,主に脱脂粉乳,アロエ,豆乳を基質とし,それらをスクリーニングによって選択された乳酸菌・ビフィズス菌で発酵させた素材の開発について紹介する。また,乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した化粧品素材の今後の展望についても触れる。

【目次】
1. はじめに
2. 素材開発事例
2.1 乳酸菌培養液
2.2 乳酸桿菌/アロエベラ発酵液
2.3 大豆ビフィズス菌発酵液
3. 今後の開発動向
4. おわりに


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赤霊芝のDNA損傷修復機能
Effect of Reishi(Ganoderma lucidum)on DNA Damage Repair

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村上祐子(日本メナード化粧品(株) 研究技術部門 第二部 皮膚科学第二研究グループ)

赤霊芝はマンネンタケの一種であり,歴史の古い漢方素材のひとつである。今回,赤霊芝のDNA損傷修復に及ぼす影響について検討を行ったところ,紫外線照射により生じるDNA損傷の修復を促進する効果を見出した。そのメカニズムを明らかにするために,DNA損傷修復酵素の一種であるXPに着目して検討を行ったところ,赤霊芝に紫外線照射によるXPの機能低下を防ぐ作用が認められた。また,赤霊芝にDNA損傷により引き起こされる炎症性サイトカインの誘発やコラーゲンの代謝変化を抑制する作用も認められた。以上の結果から,赤霊芝はDNA損傷修復機能を高めることにより,皮膚老化を予防・改善する作用を有すると考えられた。

【目次】
1. 赤霊芝とは
2. DNA損傷について
3. ヒト皮膚線維芽細胞における赤霊芝のDNA損傷修復促進作用
4. 赤霊芝のDNA損傷修復促進作用のメカニズム
5. 赤霊芝のDNA損傷修復促進作用が皮膚に及ぼす影響
6. おわりに


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心理学で読み解くメーキャップ~色彩・錯視・顔の認知・魅力~
Reading the Makeup Techniques:Color, Visual Illusion,Facial Cognition and Attractiveness

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阿部恒之(東北大学 大学院文学研究科 心理学講座 准教授)
佐藤智穂(東北大学 大学院文学研究科 心理学講座 博士前期2年課程)

メーキャップテクニックを心理学の観点から読み解くことが本稿のねらいである。ベースメーキャップについては,顔の肌の視覚的情報を空間的・時間的に均質化することで健康サインを明示し,魅力の向上を図る技術であると解釈した。ポイントメーキャップについては,概念色,膨張色/収縮色といった色彩の作用,および錯視の観点から論じた。全体的な印象の操作については過般化による説明を試みた。

【目次】
1. はじめに
2. ベースメーキャップ/健康サインの表示
3. 口紅/色彩の作用
4. アイシャドー/大きさの錯視
5. 顔だちマップ/表情と年齢認知の過般化


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よそおいの歴史
History of Makeup

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富澤洋子(ポーラ文化研究所)

よそおいの歴史は人類の歴史とも重なるといえる。本稿では,変化する社会状況の中で,宗教や呪術的な意味合いの強かったよそおいが,身だしなみなどの礼儀として規定され,さらには自己の自由な表現へと変化していく様子を,西洋と日本における化粧の歴史を中心に述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 西洋の化粧
3. 濃厚な化粧
4. 日本における化粧のはじまり
5. 大陸からの影響
6. 唐風から日本独特の化粧へ
7. 江戸時代―日本の伝統化粧の完成
8. 江戸の結髪
9. 変化の兆し―明治時代の化粧
10. 日本髪から洋髪へ
11. 変わる化粧―大正期のよそおい
12. 断髪とウェーブ
13. 現代の化粧へ


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BIO R&D

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フラボノイドを高機能化する植物プレニル化酵素遺伝子の発見
Discovery of a Plant Prenyltransferase Gene Modulating Functions of Flavonoids

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佐々木佳菜子(京都大学 生存圏研究所 博士後期課程)
矢崎一史(京都大学 生存圏研究所 教授)

プレニルフラボノイドは様々な薬用植物の生理活性成分として単離同定されている天然有機化合物で,単純なフラボノイドにはない,ヒトの健康維持に役立つ多彩な生理活性を有している。本稿では,プレニルフラボノイド生合成において鍵反応を担うプレニル化酵素遺伝子の単離と,その応用の可能性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. クララ由来フラボノイド・プレニルトランスフェラーゼの生化学的特徴
3. SfN8DT-1遺伝子の単離
4. 組換えSfN8DT-1の機能解析
5. SfN8DT-1の細胞内局在
6. クララにおけるSfN8DT-1遺伝子の発現
7. SfN8DT-1発現シロイヌナズナの作成
8. フラボノイド・プレニルトランスフェラーゼの分子進化
9. おわりに


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紅麹菌におけるカビ毒シトリニン生合成機構の解明および非生産株の構築
Micotoxin Citrinin Biosynthesis in Monascus and Construction of a Nonproducer Strain

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木下浩(大阪大学 生物工学国際交流センター 助教)
仁平卓也(大阪大学 生物工学国際交流センター 教授)

紅麹カビは食品着色料として利用されている赤色色素の生産菌であるが,同時にカビ毒シトリニンも生産する。これまで突然変異によるシトリニン非生産株が作成されてきたが,遺伝学的知見は得られていなかった。本稿では,筆者らの研究により明らかとなったシトリニンの生合成遺伝子および生合成機構について解説し,遺伝子工学的手法によるシトリニン非生産株構築について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. シトリニン生合成遺伝子取得
2.1 糸状菌ポリケタイドシンターゼ
2.2 シトリニンPKS遺伝子の取得
3. ポリケタイドシンターゼ遺伝子の人為的操作によるシトリニン生産抑制
3.1 ポリケタイドシンターゼ遺伝子の破壊
3.2 RNAiによるシトリニン生産抑制
4. シトリニン生合成機構
4.1 pksCT周辺領域の取得・解析
4.2 制御遺伝子orf2産物の機能解析
5. シトリニン生合成機構の解明
6. おわりに


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TOPICS

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遺伝カウンセリングと私たちの社会
Genetic Counseling and Our Community

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滝澤公子(お茶の水女子大学 大学院人間文化創成科学研究科 ライフサイエンス専攻 講師)
四元淳子(お茶の水女子大学 大学院人間文化創成科学研究科 ライフサイエンス専攻 博士後期課程3年;認定遺伝カウンセラー)
千代豪昭(お茶の水女子大学 大学院人間文化創成科学研究科 ライフサイエンス専攻 教授)

子がなぜ親に似るのか,そして個々に様々な違いがあるのはなぜか。牧畜や農業に携ってきた我が祖先たちにとっても,育種や農作物の品種改良は人間の歴史といつも共にあった問題であり,遺伝は古来,人々の素朴な,そして強い関心事であった。ゲノム医学の幕が切って落とされた現在,人類が初めて直面する多くの課題やそれによって引き起こされる不安に,誠実に向き合うのが遺伝カウンセリングである。

【目次】
1. 遺伝子のもつ情報をめぐって
2. 遺伝カウンセリングの必要性
3. 遺伝カウンセラーという職種
4. 認定遺伝カウンセラーの養成
5. 人々の遺伝リテラシーを形成する
6. 遺伝カウンセリングのこれから


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連載:バイオ産業と生物多様性条約解説シリーズ(1)

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生物多様性条約の課題とバイオ産業

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森岡一((株)アイ・ピー・イー)

【目次】
1. はじめに
2. 生物遺伝資源は人類の共通の財産か?
3. 生物多様性条約(CBD)の意義と他国との関連
4. 課題についての議論の状況
4.1 アクセスと利益配分
4.2 特許出願時の出所表示
4.3 伝統的知識の取扱い
5. CBDを巡る諸課題に対する企業の取るべき考え方
5.1 遵法精神と社会的責任(CSR)
5.2 JBAの取り組みと情報の取り扱い
5.3 共同研究時のポイント
5.4 特許出願における出所開示の実務的課題
5.5 伝統的知識の取扱いに関する基本問題
6. 企業活動における生物多様性条約の実務
6.1 生物遺伝資源へのアクセスから製品まで
6.2 研究開発上のチェック事項
6.3 知的財産管理実務上のチェック事項
7. 今後の展望


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連載:未来を拓く 脳科学のススメ

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第1回 プロローグ

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「第四の境界」を突破せよ!?~「脳」と「心」をめぐる科学技術の今とこれから~
The Forth Discontinuity:The Co-Evolution of Humans and Machines

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福士珠美((独)科学技術振興機構 社会技術研究開発センター 研究員)




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BIO BUSINESS

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機能性化粧品の市場動向
Market of Functional Cosmetics

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【目次】
1. 概要
1.1 バイオ化粧品
1.2 ナノ化粧品
2. 市場動向
2.1 化粧品の国内市場規模
2.2 機能性化粧品の市場
3. 業界動向
4. 企業動向
4.1 資生堂
4.2 ロート製薬
4.3 アイエスピー・ジャパン



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4,950円
特集:アレルギー―その発症機構から機能性食品の開発まで―
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特集にあたって

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上野川修一(日本大学 生物資源科学部 食品科学工学科 食品機能化学研究室 教授)



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なぜアレルギーが増加したのか
The Reasons for Increasing the Numbers of Allergic Patients

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近藤直実(岐阜大学 大学院医学系研究科 小児病態学 教授)

アレルギー疾患は遺伝的要因と環境要因が絡み合って発症する。アレルギー疾患患者が増加しているとの報告が多い。本稿では,まず各々のアレルギー疾患の疫学について記載し,次いでアレルギー疾患が増加した理由,特に環境因子について分析し,衛生仮説についても言及する。

【目次】
1. はじめに
2. アレルギー疾患の疫学
(1) 気管支喘息
(2) アレルギー性鼻炎
(3) アトピー性皮膚炎
(4) 食物アレルギー
3. アレルギー疾患の増加した理由
3.1 アレルギー疾患発症の危険因子とその予防
3.1.1 生体側因子と予防
3.1.2 環境側の因子とその予防
(1) アレルゲンと予防
(2) ウイルス性呼吸器感染と予防
(3) 屋外大気汚染と予防
(4) 室内空気汚染と予防
(5) 喫煙と予防
(6) 食品および食品添加物と予防
(7) 寄生虫感染と予防
(8) 運動と過換気と予防
(9) 気象と予防
(10) アルコールと予防
(11) 薬物と予防
(12) 激しい感情表現とストレスと予防
(13) その他の因子と予防
3.2 アレルギー増加に関して,特に重要な要因について
3.3 衛生仮説(Hygiene hypothesis)
4. おわりに


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アレルギーの種類とアレルゲンの種類
Allergy and Allergen

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宇理須厚雄(藤田保健衛生大学 坂文種報德會病院 小児科 教授)

アレルゲンはアレルギー疾患を惹起する原因物質である。アレルゲンの種類には食物,吸入性アレルゲン,金属などがある。原因アレルゲンの同定が診療の第一歩である。診断精度が高い診断用抗原の開発,低アレルゲン化食品,免疫療法用抗原の開発の現況を解説する。

【目次】
1. はじめに
2. アレルギーの種類
3. アレルゲンの種類
3.1 食物アレルゲン
3.2 吸入性アレルゲン
3.3 金属アレルゲン
4. 修飾アレルゲンの応用
4.1 低アレルゲン化食品
4.1.1 アレルゲン成分の除去
4.1.2 構造変化
4.1.3 低分子化
4.2 免疫療法用修飾アレルゲンの開発
4.3 診断用リコンビナントアレルゲン
5. おわりに


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アレルギーの分子細胞機構
Molecular and Cellular Mechanisms of Allergy

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羅智靖(日本大学 大学院医学研究科 先端医学総合研究センター センター長;分子細胞免疫・アレルギー学 教授)

IgEによるアレルギーについてIgE-FcεRI-マスト細胞枢軸を中心に解説する。アレルギー疾患は臓器特異的な側面が強く,全身的な免疫系の偏位を視野に入れるとともに,アレルギー炎症局所の解析が重要である。抗IgE抗体が治療薬として実用化され,アレルギー炎症のコンダクターとしてのマスト細胞の役割がさらにクローズアップされて来ている。

【目次】
1. はじめに
2. アレルギー研究小史
3. 遺伝的素因
4. 抗原提示細胞による抗原(アレルゲン)の取り込みと細胞分化
5. Th1,Th2細胞とIgE産生
6. アレルギー炎症のコンダクターとしてのマスト細胞:IgE-FcεRI-マスト細胞パラダイム
6.1 アレルギー炎症を始動するマスト細胞
6.2 マスト細胞によるCD40Lの発現とIgE産生の増強
7. 食物アレルギーの感作機構
8. 高親和性IgEレセプター(FcεRI)の構造と機能
8.1 FcεRIα鎖
8.2 FcεRIβ鎖
8.3 FcεRIγ鎖
8.4 IgEによるFcεRIの発現増強
8.5 IL-4によるFcεRIの発現増強
8.6 FcεRI遺伝子の発現制御機構
(1) FcεRIα鎖の遺伝子発現制御機構
(2) FcεRIβ鎖の遺伝子発現制御機構
(3) FcεRIγ鎖の遺伝子発現制御機構
8.7 マスト細胞感受性のfine tuning―FcεRIβ鎖はシグナルレギュレーターとしてdual functional(双方向性)に働く―
8.8 マスト細胞活性化におけるROS,NOSの役割とCa2+応答
9.おわりに


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腸内フローラとアレルギー
Intestinal Microbiota and Allergy

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高橋恭子(日本大学 生物資源科学部 食品科学工学科 食品機能化学研究室 講師)
上野川修一(日本大学 生物資源科学部 食品科学工学科 食品機能化学研究室 教授)

近年,腸内共生細菌が宿主の健康維持に果たす役割が注目され,なかでも免疫系に対する作用に関して研究が急速に展開されている。本稿では,アレルギーの制御に腸内共生細菌がどのように関わるか,アレルギーの発症と腸内フローラの構成との関係,およびその機構に関するこれまでの知見を中心に紹介する。

【目次】
1. 腸管に生息する共生細菌
2. 腸管免疫系と腸内共生細菌
3. 衛生仮説(hygiene hypothesis)
4. 腸内フローラとアレルギー
4.1 腸内フローラ仮説(microbiota hypothesis,microflora hypothesis)
4.2 腸内フローラによる全身の免疫応答の制御
4.3 疫学的研究におけるアレルギーと腸内フローラの関係
4.4 腸内フローラによるアレルギーの制御機構


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乳酸菌によるアレルギー抑制のメカニズム
Mechanisms of Suppression of Allergy by Lactic Acid Bacteria

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八村敏志(東京大学 大学院農学生命科学研究科 食の安全研究センター 准教授)

乳酸菌の摂取によるアレルギーの予防・低減効果が報告されている。そのメカニズムとして,これまでの研究よりTh1/Th2バランスの改善,活性化T細胞のアポトーシス誘導,制御性T細胞による抑制性サイトカインの産生,腸管上皮細胞による調節をはじめとしてさまざまな機構が考えられる。またその作用点として腸管免疫系のはたらきが注目される。

【目次】
1. アレルギーとその発症機構
2. 腸内細菌とアレルギー
3. 乳酸菌のアレルギー抑制効果
4. 乳酸菌によるアレルギー抑制機序
5. 乳酸菌の作用点としての腸管免疫系
6. おわりに


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乳酸菌による花粉症抑制作用
Oral Administration of Lactic Acid Bacteria and Improvement of Symptoms of Japanese Cedar Pollinosis

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藤原茂(カルピス(株) 健康・機能性食品開発研究所 上級マネージャー)

アレルゲン特異的IgE抗体産生抑制作用の強い乳酸菌の選抜を試み,菌種によって作用が異なることを明らかにした。高い活性を示したLactobacillus achidophilus L-92株を用い,スギ花粉症患者を対象として3回の臨床研究を実施した。本株の経口摂取により,眼の症状を中心として花粉症の自覚症状の改善が確認された。

【目次】
1. はじめに
2. 乳酸菌
3. 花粉症症状の緩和を期待しうる乳酸菌の選抜
4. ヒトでの有効性の検証
4.1 自然飛散条件下での花粉症試験
4.1.1 試験方法
(1) 被験者
(2) 飲用サンプル
(3) 実験計画
(4) 症状の評価
(5) 花粉飛散量
4.1.2 試験結果
(1) 自覚症状に関する変化
(2) 血液パラメータの変化
4.2 スギ花粉曝露施設での花粉症発症試験
4.2.1 試験方法
(1) 試験時期
(2) 試験施設
(3) 被験者
(4) 試験計画
(5) 調査項目
4.2.2 試験結果
(1) 曝露室内における自覚症状の変化
(2) 後発反応の変化
(3) 血液分析
5. 作用メカニズムの推定
6. おわりに


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ビフィズス菌LKM512による成人型アトピー性皮膚炎緩和効果
Effects of Bifidobacterium animalis subsp. lactis LKM512 on Adult Patients with Intractable Atopic Dermatitis

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松本光晴(協同乳業(株) 研究所 技術開発室 副主査;(独)理化学研究所 バイオリソースセンター 微生物材料開発室 客員研究員)

腸内菌叢がアレルギーの発症や難治化に関与していることは周知の事実になりつつある。しかしながら,「どのような腸内菌叢を形成すれば予防/緩和できるのか?」,また「好ましい腸内菌叢はどのような作用機序でアレルギーを予防/緩和するのか?」という点は十分には解明されていない。筆者らのグループは,腸管上皮細胞への直接的作用と,血中へ移行して免疫担当細胞への作用が可能と考えられる腸内菌叢が産生する低分子の生理活性物質に着目し,それに該当するポリアミンの研究を進めてきた。本稿では,腸内菌叢の産生するポリアミンの意義付けと,ビフィズス菌LKM512を用いた腸内ポリアミン濃度コントロールによる成人型アトピー性皮膚炎への効果を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ポリアミン
3. アトピー性皮膚炎患者の腸内菌叢と腸内ポリアミン濃度
4. Bifidobacterium animalis subsp.lactis LKM512
5. 成人型アトピー性皮膚炎に対する効果
6. おわりに


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アレルギーワクチンの開発に向けて
Toward the Development of the Allergy Vaccine

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河本正次(広島大学 大学院先端物質科学研究科 准教授)
秋庸裕(広島大学 大学院先端物質科学研究科 准教授)
小埜和久(広島大学 大学院先端物質科学研究科 教授)

アレルギー疾患に対する免疫治療は,抗原(ワクチン)を適切に選択すれば安全・確実に奏効する唯一の原因抗原特異的な根治療法である。この免疫治療で著効を示す患者の生体内で起こっている特異的な変化を人為的に誘導できる技術が開発できれば,これがアレルギー疾患に対する普遍的な治療法の確立へと繋がると考えられる。ここでは,アレルギーワクチン開発へ向けての一歩を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. アレルギー疾患治療の現状と問題点
3. アレルギー疾患の克服を目指して
4. おわりに


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スギ花粉症緩和米の開発
Development of Rice Seed-based Edible Vaccine for Ceder Pollen Allergy

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高木英典((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え作物開発センター 任期付研究員)
高岩文雄((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え作物開発センター センター長)

近年,イネの可食部位である種子胚乳において,実験動物で有効性が確認できるレベルの機能性成分を生産・集積させる技術が確立されてきた。本稿では,この技術を用いて開発されたスギ花粉症緩和米について,さらに,イネ種子独特のプロテインボディを活用した,効率の良い,腸管粘膜への機能性成分輸送技術について解説する。

【目次】
1. イネ種子胚乳細胞における機能性成分生産のための基盤技術の開発
2. スギ花粉症緩和米の開発とその有効性の評価
3. イネ種子胚乳プロテインボディを利用した機能性成分の腸管粘膜への輸送
4. おわりに


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BIO R&D

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PCRを用いた生菌の検出法
A Method to Detect only Live Bacteria during PCR Amplification

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副島隆志(森永乳業(株) 食品基盤研究所 生物機能研究部 主任研究員(アシスタントマネージャー))

PCR法は食品や臨床検体中の細菌を検出するのに有効な手法として広く利用されているが,生菌と死菌を識別することができない。DNAをターゲットにしたPCR法により生菌と死菌を識別する手法を検討し,食品や臨床検体中に存在する高濃度の死菌/損傷菌のPCR最終増幅産物を陰性にする可能性が示唆されたので,その開発過程を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 「PCRを用いた生菌の検出」に利用する前処理薬剤について
3. EMA-PCR法およびEMA-Tポイズン-PCR法の測定原理
4. 臨床材料や食品を使用することによる本法の有効性についての検討(短い遺伝子利用)
4.1 健常人の血液にリステリア生菌と抗生物質損傷菌を接種した系を用いて
4.2 市販UHT殺菌ミルクにリステリア生菌と加熱損傷菌を接種した系を用いて
5. おわりに


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遺伝子多型簡易測定法
Simple Determination of Genetic Polymorphism

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香川靖雄(女子栄養大学 副学長)
平井千里(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
平岡真実(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
豊田允彦(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
石井由香(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
田中明(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
蒲池桂子(女子栄養大学 ハイテク・リサーチ・センター)
宮下雪子(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 研究開発本部 本部長付研究員)
宍戸円(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 研究開発本部 研究員)
吉田麻美子(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 研究開発本部 研究員)
近藤勧(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 研究部 研究員)
杉浦水香(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 要素技術開発部 研究員)
澤上一美(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 要素技術開発部 チーフマネージャー)
高橋正明(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 研究開発本部 本部長)
田島秀二(プレシジョン・システム・サイエンス(株) 代表取締役社長)

遺伝子多型に基づくテーラーメイド(個体差対応)栄養指導は適切な治療が可能であるだけでなく,発病以前に各疾患のリスクが予測できるので,脳卒中,認知症など,現在の医療で治癒できない障害を健康人の段階から一次予防できる点でもすぐれている。テーラーメイド栄養指導に必要な条件は(1)安価,(2)簡易,(3)迅速な多型分析法である。現在,最も可能性の高い応用として,日帰り人間ドックの300万人余のオプション検査に遺伝子解析を加えるには数種の一塩基多型(SNP)を総額1万円以下,看護士レベルの片手間で,5時間以内に解析して,帰宅前に医師が指導できる方法が具体的目標である。そのため今回の報告ではプレシジョン・システム・サイエンス株式会社(以下PSSと略)と女子栄養大学の共同開発によるSNPの新規分析法(マルチプレックス解析ツール)によってこの3条件を克服した。

【目次】
1. はじめに―テーラーメイド医療はなぜ実現していないか―
2. 遺伝子検査の需要
3. 倫理問題
4. 安価,簡易,迅速なSNP分析法
5. 循環器疾患感受性SNPによる予防がSNP検査の目標
6. 検査後の疾患感受性SNPに対する指導
6.1 方法
6.1.1 新規SNP解析法(マルチプレックス解析ツール)
6.2 結果
6.3 考察
6.4 結論


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BIO BUSINESS

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バイオ作物の市場動向
Market of Bio-crops

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【目次】
1. 概要
2. 技術概要
2.1 組織培養技術
2.2 細胞融合技術
2.3 遺伝子組換え技術
2.4 新農業展開ゲノムプロジェクト
3. 安全性への取り組み
3.1 バイオ作物の安全性
3.2 遺伝子組換え作物の関連法整備
4. 市場動向
5.企業動向
5.1 モンサント(米)
5.2 BASF(独)
5.3 日本製紙
5.4 サントリー



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4,950円
特集:微生物高機能化の最前線

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特集にあたって

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小林達彦(筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物機能科学専攻 教授)





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放線菌の育種改良に向けた新規遺伝子発現技術の開発
Development of Novel Expression Systems for Actinomyces

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橋本義輝(筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物機能科学専攻 講師)
小林達彦(筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物機能科学専攻 教授)

Rhodococcus rhodochrous J1株において,培地に誘導剤を添加すると,ニトリラーゼが選択的かつ著量に発現する。この強力な誘導発現系を利用して,応用微生物学上重要な菌群であるStreptomyces属放線菌や,Rhodococcus属放線菌で利用可能な新規誘導型大量発現系を開発した。

【目次】
1. はじめに
2. 工業生産菌Rhodococcus rhodochrous J1株のニトリル代謝酵素の誘導発現
3. Streptomyces属放線菌での誘導型新規大量発現系の開発
4. Rhodococcus属放線菌での誘導型新規大量発現系の開発
5. おわりに


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細胞表層提示技術を用いた微生物の高機能化と有用物質生産
Production of Fuel and Chemicals utilizing Arming Microorganism

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田中勉(神戸大学 自然科学系先端融合研究環 助教)
荻野千秋(神戸大学 大学院工学研究科 准教授)
近藤昭彦(神戸大学 大学院工学研究科 教授)

地球温暖化を防ぎ,また石油に代わる資源としてバイオマスの有効利用が求められている。本稿では,細胞表層提示技術により高機能化された微生物を用いて,様々なバイオマス資源からエタノールなどの燃料,および有機酸やアミノ酸などの化成品原料の生産プロセス開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 細胞表層提示技術
3. エタノール生産
3.1 デンプンからのエタノール生産
3.2 セルロースからのエタノール生産
3.3 ヘミセルロースからのエタノール生産
4. 乳酸生産
5. アミノ酸およびその誘導体生産
6. おわりに


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耐熱性ポリリン酸キナーゼを用いたATP再生系と物質生産
ATP Regeneration and Biological Production of Phosphorylated Compounds using Thermostable Polyphosphate Kinase

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廣田隆一(広島大学 大学院先端物質科学研究科 分子生命機能科学専攻 助教)
黒田章夫(広島大学 大学院先端物質科学研究科 分子生命機能科学専攻 教授)

ATPとリン酸化酵素を利用したリン酸化合物生産は,産業的に有用な物質を合成できるバイオプロセスとして注目されている。筆者らは,ポリリン酸と耐熱性ポリリン酸キナーゼを用いたリン酸化合物生産のプラットフォームを構築した。このシステムは,ATP再生反応などリン酸ドナーを必要とした生物学的反応を利用するバイオプロセス構築の可能性を拡げ,同時に大幅なコスト削減をもたらすことが可能である。本稿では,そのシステムの原理と筆者らが実際に行ったリン酸化合物生産の2例について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 耐熱性ポリリン酸キナーゼ(PPKT)を使ったATP再生
2.1 Thermus thermophilus HB27 ppk遺伝子の取得と発現
2.2 PPKT発現大腸菌を利用したATP再生
3. PPKT発現大腸菌とポリリン酸を利用したリン酸化合物生産
3.1 ATP再生系を利用したフルクトース1,6-リン酸(FDP)合成
3.2 ポリリン酸依存性酵素を用いたグルコース1-リン酸(G1P)合成
3.3 反応の効率化にむけて
3.3.1 ATP再生系の改良
3.3.2 酵素発現量のコントロールによる反応系の最適化
4. おわりに


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超好熱菌育種技術の開発と水素生産能の向上
Gene Manipulation Technology in Hyperthermophiles and its Application in Hydrogen Production

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跡見晴幸(京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻 准教授)
金井保(京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻 助教)
今中忠行(立命館大学 生命科学部 生物工学科 教授)

至適生育温度が80℃以上の超好熱菌は高温領域における発酵・生物変換・有用耐熱性酵素生産などの宿主として高いポテンシャルを持っている。筆者らは,超好熱始原菌Thermococcus kodakaraensisに対して,遺伝子の機能解明のツールとして,またその宿主としての有用性を高めるために特異的遺伝子破壊・導入系の開発を進めてきた。本稿では,T. kodakaraensisの遺伝子操作系について述べるとともに,それを利用した本菌の水素生産能力向上について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. Thermococcus kodakaraensis KOD1株
3. Thermococcus kodakaraensisの特異的遺伝子破壊系
4. T. kodakaraensisを用いた水素生産
5. 遺伝子組換えによる水素高生産株の育種
6. おわりに


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環境汚染物質分解菌の高度利用のための基礎プラスミド学
Plasmid Biology for Innovative Utilization of Xenobiotic Degrading Bacteria

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野尻秀昭(東京大学 生物生産工学研究センター 環境保全工学部門 准教授)
高橋裕里香(東京大学 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 修士課程)
内藤邦彦(東京大学 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 修士課程)
松本貴嗣(東京大学 農学生命科学研究科 アグリバイオインフォマティクス人材養成プログラム 特任研究員)
新谷政己(東京大学 生物生産工学研究センター 環境保全工学部門 特任助教)

難分解性物質分解菌の多くは,分解酵素遺伝子群を接合伝達性プラスミド上に持つ。汚染浄化のために分解菌を使うには,現場で分解菌が働くのかが重要であるが,その環境でプラスミドがどう働くのかが基礎的情報として大きな意味を持つ。本稿では,今まで見過ごされてきたプラスミドの環境中での機能解明の試みを紹介する。

【目次】
1. 微生物への機能追加ツールとしてのプラスミドの重要性
2. 分解プラスミドが宿主に与える“分解力”の変化とプラスミドの運命
3. プラスミドが宿主染色体に与える影響の多様性
4. ナチュラルな機能性プラスミドを上手に使うために


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見えない微生物とその機能を刺激する―普遍的な環境因子との関わりに着目した新しい取り組み―
Stimulating Invisible Microbes and Their Functions―A New Approach Based on The Associations with General Environmental Factors―

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上田賢志(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 准教授)
高野英晃(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 助手)
白鳥初美(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 研究員)
アスカー・ダラル(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 研究員)
和辻智郎(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 研究員)
別府輝彦(日本大学 生物資源科学部 生命科学研究センター 教授)

生物の機能には特定の環境条件に応答して初めて作動するものがある。微生物の機能を最大限に引き出すためには,それらを培養系に反映させる必要があるが,そうした環境因子に関する知見は乏しく,増殖に必要な条件が不明なために分離さえできていない菌が多数存在する。この問題に対し,筆者らは意外な普遍因子の数々に焦点をあてた新しい取り組みをはじめている。

【目次】
1. 微生物探索における「限界」
2. 普遍的な環境因子に着目した微生物探索
2.1 炭酸ガス
2.1.1 見落とされてきた無機炭素の重要性
2.1.2 カルボニックアンヒドラーゼ欠損変異株に知る
2.1.3 炭酸ガス要求性は実は常識だった
2.1.4 炭酸ガスを要求する菌の探索
2.2 光
2.2.1 光に応答する転写制御因子の発見
2.2.2 光に依存したバクテリアの潜在的機能
2.2.3 三朝温泉の不思議
2.3 鉄イオン
2.3.1 シデロフォアの役割
2.3.2 デスフェリオキサミンの再発見
2.3.3 デスフェリオキサミンに依存する形質を示す菌株の探索
3. おわりに


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クォーラムセンシングに基づいた微生物の新機能開発
Recent Development of Control Methods for Bacteria by using Cell-cell Communication in Bacteria

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野村暢彦(筑波大学 大学院生命環境科学研究科 持続環境学専攻 准教授)

細菌は情報伝達物質(シグナル物質)を自ら生産し,菌体外に分泌することによって細胞間でコミュニケーションをとっていることが明らかとなってきた。そのような細菌シグナル物質を利用あるいは制御することで,細菌の遺伝子発現の調節が可能となることがわかってきた。

【目次】
1. はじめに
2. クォーラムセンシング
2.1 グラム陰性細菌の言語
2.1.1 動物への感染におけるクォーラムセンシング
2.1.2 植物への感染におけるクォーラムセンシング
2.2 グラム陽性菌の言語
2.3 共通言語
3. 環境中におけるクォーラムセンシング
3.1 水処理におけるクォーラムセンシング
4. クォーラムセンシングの制御
4.1 シグナル物質の分解
4.2 シグナル物質あるいはレセプターの阻害
5. おわりに


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BIO R&D

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バイオマスを単一原料とした共重合ポリエステルの微生物合成
Microbial Synthesis of Copolyesters from Single Biomass

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福居俊昭(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 准教授)

微生物が生合成するポリヒドロキシアルカン酸は生分解性バイオマスプラチックとしての利用が期待されているが,その実用化のためには,物性の優れた共重合体を安価な原料から効率よく生産しなければならない。本稿では,遺伝子組換え微生物による糖質を単一原料としたバイオポリエステル生合成について筆者らの取り組みを紹介する。

【目次】
1. 生分解性プラスチックとバイオマスプラスチック
2. ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)
3. 糖質を原料としたポリ(3-ヒドロキシブタン酸-co-3-ヒドロキシヘキサン酸)共重合体の微生物合成
4. 糖質を原料としたポリ(3-ヒドロキシブタン酸-co-3-ヒドロキシプロピオン酸)共重合体の微生物合成
5. 今後の展望


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血液脳関門(Blood-brain barrier;BBB)のin vitro再構成系モデルの開発
Blood-Brain Barrier in vitro Reconstruction Model for Centrally-acting Drug Development

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中川慎介(長崎大学 大学院医歯薬学総合研究科 薬理学 助教;ファーマコセル(株))
丹羽正美(長崎大学 大学院医歯薬学総合研究科 薬理学 教授;ファーマコセル(株))

脳に作用する薬の開発には,血液脳関門(Blood-brain barrier;BBB)を越えて脳内へ移行することを確認する行程が必要である。試験管内で薬効が証明された有望な候補薬も,BBBを通過して脳内に移行しなければ治療薬にはなりえない。今回紹介するBBBキットTMは,BBBを構成する3種類の細胞を世界で初めて同時に培養したready-to-useな凍結培養製品(in vitro BBB再構成モデル)であり,薬の脳内移行性を定量的に検証することができ,創薬過程の効率化や候補薬の量産化に貢献する。

【目次】
1. はじめに
2. 血液脳関門
2.1 血液脳関門における物質輸送制御
2.2 細胞間クロストークによる血液脳関門機能維持
2.3 血液脳関門と創薬
3. 血液脳関門in vitro再構成系モデル:BBBキットTM
3.1 BBBキットTMの構築
3.2 BBBキットTMの材質
3.3 BBBキットTMの凍結,解凍方法
4. BBBキットTMの使用例
4.1 薬物透過性試験
4.2 病態モデル
4.3 その他
5. おわりに


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TOPICS

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Suppliers’Day 2008に参加して

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島田邦男(日油(株) ライフサイエンス事業部 ヘルスケア部 化粧品原料担当部長)

・Suppliers’Day
・米国化粧品事情


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BIO BUSINESS

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核酸の市場動向
Market of Nucleic Acids

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【目次】
1. 概要
2. 用途
3. 市場規模
3.1 核酸(うま味)調味料の市場
3.2 健康食品用の市場
4. 企業動向
4.1 味の素
4.2 ヤマサ醤油
4.3 武田キリン食品
4.4 林化成
4.5 ジーンデザイン


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BIO PRODUCTS

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β-クリプトキサンチン
β-cryptoxanthin

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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. メーカー動向
4. 生理学的性質および有効性
4.1 発がん予防作用(臨床ヒト介入試験)
4.2 骨粗鬆症予防・改善作用
4.3 運動時抗疲労作用
4.4 体内吸収性
4.5 美白作用
5. 価格


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4,950円

【特集】 化学品量産プロセスを志向する酵素研究

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低温で機能する酵素の機能特性と構造特性
Functional and Structural Properties of Cold-active Enzymes

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鶴田宏樹(神戸大学 連携創造本部 准教授)
相薗泰生(神戸大学 名誉教授)

近年のタンパク質化学の研究分野においては,低温,高温,アルカリ性,酸性など,通常の生物が生育できない極限環境に適応した生物(極限環境生物)が産生する酵素の構造機能相関性を解明する研究が注目されている。その種の酵素は,現在,酵素を反応触媒として利用できない物質生産過程へ応用できる可能性を秘めている。ここでは,極限環境生物が産生する酵素群のうち,好冷性細菌が産生する低温活性酵素について,その機能特性と構造特性について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 好冷性細菌Shewanella sp.のcPTPase,cAPase,cPLDの分離精製と幾つかの性質
3. 低温活性酵素の低温域における触媒反応の特徴
3.1 E-S complexの形成
3.2 E-S complexの遷移状態への移行
4. 低温活性酵素の構造特性
4.1 低温活性発現に重要な柔軟性をもたらす構造要因
4.2 低温変性を避けるための構造要因
5. おわりに


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有機溶媒耐性酵素の開発
Development of Organic Solvent-Tolerant Enzymes

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荻野博康(大阪府立大学 大学院工学研究科 物質・化学系専攻 准教授)

有機溶媒存在下の酵素反応は,(1)難水溶性基質の溶解度が向上し,反応速度が向上する,(2)加水分解酵素では逆反応の合成反応を触媒できる,(3)微生物汚染を低減できる,等の特徴を有しているが,酵素は有機溶媒存在下で容易に変性・失活し,その触媒機能を喪失する。そこで,有機溶媒存在下で機能する有機溶媒耐性酵素の開発に着手した。有機溶媒耐性酵素は,水溶液中だけでなく有機溶媒が存在する反応系においても高い活性と安定性を有する酵素であり,水溶媒系,有機溶媒系,有機溶媒を含む水溶媒系,基質濃度が高く基質自体が溶媒となっている反応系,および無溶媒系での反応に用いることのできる酵素である。

【目次】
1. はじめに
2. 有機溶媒耐性酵素を生産する有機溶媒耐性微生物の発見
3. 有機溶媒耐性微生物が産生する有機溶媒耐性酵素
4. 有機溶媒耐性酵素の特徴
5. 有機溶媒耐性酵素を用いた有機溶媒存在下での合成反応
6. おわりに


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新たな非水溶媒イオン液体中での酵素反応
Enzymatic Reaction in Environmentaly Friendly Ionic Liquids

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中島一紀(九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 特任助教)
神谷典穂(九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 准教授)
後藤雅宏(九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授)

水でも有機溶媒でもない,新たな種類の溶媒「イオン液体」がここ数年注目を集めている。イオン液体は水ではないため,非水溶媒の部類に属する。しかし,従来の分子性有機溶媒とは大きく異なる特性を示す溶媒である。最近,このイオン液体を新たな酵素反応場として利用する試みが活発に行われている。本稿では,イオン液体中での酵素反応について,これまでに報告された研究例,最近の動向,およびその将来性と問題点について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. イオン液体とは
3. イオン液体中での生体触媒反応
3.1 リパーゼ
3.2 プロテアーゼ
3.3 酸化還元酵素
3.4 Whole cell(細胞)触媒
4. イオン液体中における酵素の活性化
4.1 酵素の固定化
4.2 酵素の化学的修飾
4.3 分子集合体(逆ミセル)の形成
5. バイオプロセスを指向した応用研究
5.1 他溶媒との2相系システム
5.2 機能性支持液膜
5.3 タンパク質の抽出溶媒
5.4 バイオエタノールへの応用
6. おわりに


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酵素活性が最大になる温度-圧力域の評価
Estimation of Optimum Temperature-Pressure Pair for Enzyme Activity

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大淵薫((独)産業技術総合研究所 産学官連携推進部門 バイオ高圧加工基盤連携研究体 研究体長)

酵素反応の至適温度は常圧でのみ検討されてきたが,実用的酵素群について,活性の温度・圧力依存性を検討することにより,さらに高いパフォーマンスを引き出す可能性がある。加圧による活性増強が期待できる酵素のスクリーニング法を提案し,それによって見出された高活性のセルラーゼ系として知られているアクレモザイムについて,150MPaの加圧で活性を7.8倍に高めた結果を紹介する。

【目次】
1. 酵素は常温常圧で最も優れた機能を発揮するわけではない
2. 高圧下で活性が増大する酵素のスクリーニング
3. 加圧によるセルラーゼ活性の増強
4. 圧力容器の開発が鍵


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ゲノム情報を利用した新しいバイオプロセス開発
Development of Novel Bio-process using Genome Informatics

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木野邦器(早稲田大学 理工学術院 教授)

ゲノム解析の進展は,有用な微生物や酵素の探索にも大きく貢献している。本稿では,ゲノム情報を活用した微生物の多様性に基づく有用酵素の探索や目的酵素遺伝子のクローニングの実例を紹介する。さらに,ゲノム情報から得られた機能未知酵素の基質探索における質量分析器を用いた高速解析法についても紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 微生物多様性に基づく比較ゲノムと基質特異性の多様化
3. 目的酵素の特性を踏まえたモデル微生物ゲノムからの探索
4. 機能未知遺伝子からの新規酵素の探索
5. FT-ICR MSを利用した酵素の基質探索
6. おわりに


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進化工学的手法による酵素の改変
Evolutionary Engineering of Enzymes

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宮崎健太郎((独)産業技術総合研究所 生物機能工学研究部門 酵素開発研究グループ グループ長)

進化工学は,近年,最も有効な酵素改良手法である。「ランダムな遺伝子変異と変異ライブラリの機能スクリーニング」,この単純なサイクルの繰り返しで,数世代後には大幅な機能改良が施される。本稿では,酵素の安定性の向上,有機溶媒耐性の向上,立体選択性の向上,生産性の向上を例にその有効性を示す。

【目次】
1. はじめに
2. 安定性の向上
3. 有機溶媒耐性の向上
4. 立体選択性の向上
5. 生産性の向上
6. おわりに


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極限酵素の分子解剖・分子手術~アルカリキシラナーゼの構造-活性相関解明と耐アルカリ性向上の試み~
Molecular Anatomy and Surgery of Extremozyme

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梅本博仁(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 博士後期課程)
中村聡(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 教授)

キシラナーゼは多糖キシランの加水分解酵素であり,多方面での産業応用が注目されている。キシランはアルカリ性で水に溶けやすくなることから,アルカリ性条件において高活性を示すアルカリキシラナーゼに期待が寄せられている。本稿では,好アルカリ性細菌が生産するアルカリキシラナーゼに注目し,その構造-活性相関の解明とさらなる耐アルカリ性の向上に向けた試みについて概説する。

【目次】
1. はじめに
2. キシラナーゼの分類
3. キシラナーゼ生産菌の検索とアルカリキシラナーゼの遺伝生化学的解析
4. キシラナーゼJの触媒活性に関与するアミノ酸残基の特定
5. キシラナーゼJの立体構造と触媒部位の構成
6. キシラナーゼJのアルカリ性条件における活性発現機構の解明と耐アルカリ性のさらなる向上
7. おわりに


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三菱化学のバイオプロセス開発事例の紹介と今後の展望
Introduction of Application of Bioprocesses in Mitsubisi Chemical and the Future Industrial Biotechnology

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上田誠((株)三菱化学科学技術研究センター バイオ技術研究所 所長)

三菱化学グループのバイオプロセス研究例として,微生物を用いたバイオ不斉還元による光学活性体の生産検討,発酵法と酵素変換法を組み合わせた非天然型糖質L-リボースの生産検討を紹介する。また,化学会社としてバイオリファイナリーに貢献できる部分について簡単な考察を行いたい。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素法によるケトン不斉還元
2.1 医薬中間体における応用例
2.2 まとめ
3. 発酵法による非枯渇資源からの化学品の合成について
3.1 糖質からのL-リボースの生産
4. 今後の展望


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BIO R&D

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Luciferase transgenicラットを用いた臓器保存液スクリーニングシステム
A Novel Screening System for Development of Organ Preservation Solutions using Luciferase Transgenic Rat

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菊地健志(自治医科大学 臓器置換研究部 大学院修士)
堀田淳(自治医科大学 臓器置換研究部 研究生)
小林英司(自治医科大学 臓器置換研究部 教授)

現在までに多くの臓器保存液が開発されてきた。しかし,臓器保存効果の単純評価が困難であったために,開発には経験則や膨大な労力が必要であった。今回,筆者らはLuciferase transgenicラット臓器を用いて,臓器保存液のATP保存力を指標とした簡単な臓器保存液のスクリーニングシステムを開発したので報告する。

【目次】
1. はじめに
2. ATPとルシフェラーゼ反応
3. スクリーニングシステムとして
4. 組織スライスによる臓器保存液の評価
5. おわりに


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定常領域サブクラスの変換による抗トロンボポエチン受容体アゴニスト抗体の活性向上
Anti-thrombopoietin Receptor Whole-IgG Agonist Antibodies Improved by Domain-subclass Conversion

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甲斐正之(キリンファーマ(株) 探索研究所 研究員)
片岡之郎(キリンファーマ(株) 事業開発部 主査)

抗体医薬の作用メカニズムのひとつとして,細胞膜上の受容体タンパク質に対するアゴニスト分子としての利用が考えられるが,抗体分子の構造上の制約から,強いアゴニスト活性を持つ抗体を作製することは必ずしも容易ではない。筆者らは,トロンボポエチン受容体に対するアゴニスト抗体の定常領域ドメインのサブクラスを変換することによって,抗体分子全体の構造を大幅に変えることなく,その活性を高めることに成功した。今回作製された抗体は,新たな血小板減少症治療薬としての応用が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 抗体の構造
3. トロンボポエチンとTPOミメティクス
4. c-MPLに対するアゴニスト抗体
5. 新規抗c-MPLアゴニスト抗体の作製
5.1 ヒト抗体産生マウスを用いたモノクローナル抗体作製
5.2 定常領域サブクラスの改変によるアゴニスト活性の向上
5.3 MA01G4344Uのin vitro活性
5.4 MA01G4344Uのin vivo活性
5.5 Whole IgGアゴニストの可能性
6. おわりに


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BIO BUSINESS

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食品検査の市場動向
Market of Foods Examination

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【目次】
1. 概要
1.1 食品検査
1.2 食品の安全と食品検査
2. 市場規模
2.1 食品検査の市場規模
2.2 食中毒の発生状況
3. 企業動向
3.1 参入企業
3.2 キューサイ分析研究所
3.3 タカラバイオ
3.4 栄研化学
3.5 東京海上日動リスクコンサルティング


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BIO PRODUCTS

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美容大豆ペプチド
Cosmetic Soy Peptide

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【目次】
1. 概要
2. 安全性
3. 製法
4. 機能性
5. 市場動向



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4,950円

特集:QOL向上のためのストレス計測技術

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特集にあたって

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山口昌樹(岩手大学 工学部 福祉システム工学科 教授)





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ストレスの物理的評価
Physical and Physiological Assessment of Acute Stress

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山越健弘(金沢大学 大学院自然科学研究科 特任准教授)
野川雅道(金沢大学 理工研究域機械工学系 助教)
山越憲一(金沢大学 理工研究域機械工学系 教授)

近年の情報化に伴い,現代人は多くのストレス因子にさらされながら生活・労働を余儀なくされている。そして,ストレス状態が続くことによる健康への影響,心の病,労働生産性の低下,事故・災害の増加が大きな社会問題になっている。この“ストレス”を客観的に測定し,健康管理や安全性向上に利用するという社会的ニーズは極めて高い。そこで,本稿では,このストレスを評価する場合,如何なるバイタルサインが物理的指標として適切かを述べると共に,その評価方法と応用事例の概要についても述べる。

【目次】
1. はじめに
2. ストレスの最適指標
3. ストレスの物理計測法
3.1 循環動態としての血圧(BP),心拍出量(CO),および全末梢抵抗(TPR)の計測
3.2 基準化脈波容積の計測
3.3 皮膚表面温度の計測
4. 単調運転時におけるストレス評価
5. ストレス緩和法
5.1 循環動態とストレス緩和
5.2 急性ストレスにおける呼吸療法の効果
6. おわりに


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ストレスの化学計測
Biochemical Measurement for Stress Marker

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脇田慎一((独)産業技術総合研究所 健康工学研究センター 研究チーム長)

分子生物学の基礎研究により,生体ストレスのしくみが分子レベルで解明されつつある。その分子の多くは脳の中でのシグナル伝達物質であるが,ホルモンとして血液中に分泌される物質やその代謝産物が,利用可能な生化学指標となる。ストレス学説の抵抗力の指標となる免疫物質や免疫細胞活性も指標となる。また,試料の取り扱いやすさから,唾液や尿,さらに呼気の成分を指標化できないか検証研究が進んでいる。これらの生化学指標の化学計測法をストレス応答から体系的に概説する。同時に,生化学計測を行う際に気をつけるべきポイントも併せて解説する。最後に,筆者らが研究開発を進めている新しいバイオチップであるラボチップ(Lab-on-a-Chip)技術開発のねらいや成果を簡単に紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 生体のストレス応答とは
3. ストレス応答とストレス計測の考え方
3.1 自律神経系ストレス応答
3.2 内分泌系ストレス応答
3.3 免疫系ストレス応答
4. 生化学指標とその分析法
4.1 生化学指標の分析法
4.1.1 カテコールアミン類の分析
4.1.2 コルチゾールの分析
5. 唾液ストレス関連物質の迅速計測
5.1 ドライケミストリー
5.2 バイオセンサー
5.3 イムノクロマトグラフィー
6. ラボチップ
6.1 電気泳動型ラボチップ
6.1.1 NO代謝産物の迅速計測法の開発
6.1.2 唾液成分ラボチップの開発
6.2 唾液成分ラボディスクの研究


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ストレスの主観評価
Subjective Evaluation of Stress

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嶋田洋徳(早稲田大学 人間科学学術院 教授)
津村秀樹(早稲田大学 大学院人間科学研究科 博士後期課程)

Lazarusらの認知的ストレスモデルが公表されて以来,ストレスに対する認知的評価が重要視されるようになった。それに伴い主観的な自己評定式質問紙の開発が活発に行われるようになった。本稿では,ストレスの指標である主観的なストレス反応の評価に焦点を当て,質問紙を用いたストレス反応を測定する上での有用点と限界点について論じる。

【目次】
1. ストレスの心理学的理解
2. 心理的ストレス反応の分類
3. 心理的ストレス反応尺度
4. 心理的ストレス反応尺度の信頼性と妥当性
5. 心理的ストレス反応尺度の回答バイアス
6. おわりに


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日常生活空間におけるストレスとその計測―在宅生体情報計測によるストレス評価の可能性について―
Automated Monitoring System of Physiological Information in Daily Life

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川原田淳(県立広島大学 保健福祉学部 教授)

日常生活空間である住居空間について注目し,在宅時の各種生理機能の計測手段の一つとして,無意識計測による健康自動計測システムを紹介する。本法は,トイレ,浴槽,寝具等をはじめとして,住宅の各部にセンサを設置しておき,生理情報や日常の生活行動を自動計測し,データの保管や管理を行うもので,本システムを実際の住宅に導入し,体重・排泄量や心電図等の各種生体情報を自動的に収集・記録した例について示すとともに,本法をストレス評価に利用する可能性について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 在宅生体情報計測とは
3. 健康自動計測システムによる生理機能の無意識計測
3.1 トイレでの体重・排泄量計測
3.2 浴槽での心電図計測
3.3 ベッドでの心電図計測
3.4 日常行動の在宅自動計測
4. 住居空間におけるストレス評価の可能性について
5. おわりに


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高齢者のストレスとその計測
Measuring Stress among Elderly People

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中林美奈子(富山大学 医学部 看護学科 地域看護学講座 准教授)

高齢期は配偶者の死,自分の病気やケガ,退職など発達課題上避けて通れないストレス事象をたくさん体験する。高齢者のストレスは加齢に伴う身体的,心理的,社会的健康度の低下を加速させる要因になる。高齢社会を背景に高齢者のストレス対策が重要課題に挙げられているが,本稿では「健康づくり」の面から高齢者のストレス測定について考えてみたい。

【目次】
1. はじめに
2. 高齢者のストレス測定
2.1 ストレスとは何か
2.2 高齢者のストレス評価技法
3. 高齢者のストレス測定:「健康づくり」実践場面への適応
3.1 対象および調査方法
3.2 分析方法
3.3 結果
3.3.1 対象者の属性
3.3.2 社会活動の構造
3.3.3 社会活動と精神健康度との関連
(1) 既存組織参加型の因子得点と精神健康度
(2) 友人・知人との交際型の因子得点と精神健康度
(3) 家庭内個人活動型の因子得点と精神健康度
4. おわりに


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リハビリテーション活動におけるストレス
The Meaning of Stress through the Rehabilitation Process

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野中猛(日本福祉大学 社会福祉学部 保健福祉学科 教授)

リハビリテーション過程にそって,利用者,家族,職員のそれぞれについて,避けがたいストレス要因と現れやすい現象を提示した。リハビリテーションは,生体や環境のシステムを刺激して変化をうながすが,一方で過剰な負担は病気や障害を悪化させる。リハビリテーション活動は,刺激と安静のバランスを測りながら調整する作業なので,客観的指標が希求されている。

【目次】
1. はじめに
2. リハビリテーションの歴史的変遷
3. リハビリテーション活動内容
3.1 リハビリテーション活動の構成要素
3.2 リハビリテーション過程
4. 関係者のストレス
4.1 利用者のストレス
4.2 家族のストレス
4.3 職員のストレス
5. おわりに


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重症心身障害児(者)のストレスとその計測―コミュニケーションが困難な対象者における快・不快の評価―
The Measurement of the Stress in Severe Motor and Intellectual Disabilities(SMID)

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竹田一則(筑波大学 大学院人間総合科学研究科 障害科学 教授)

コミュニケーションが困難な重度の障害者のストレスを周囲の者が客観的に評価することは,そのQOLを決定づける重要な意味を持つ。本稿では,重症心身障害児(者)におけるストレスのバイオマーカーを用いた評価の試みについて述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 重症心身障害児(者)とその情動評価の必要性
3. 重症児(者)における情動変化の計測
4. 研究1;重症児(者)における医療処置に伴う急性distressとその評価
5. 研究2;重症児(者)のリラクゼーション活動に伴うeustressとその評価
6. おわりに


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BIO R&D

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開花のメカニズムと「花粉の飛散しないイネ」
Mechanism of Flower Opening and Cleistogamy in Rice

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吉田均((独)農業・食品産業技術総合研究機構 中央農業総合研究センター 稲遺伝子技術研究北陸サブチーム 上席研究員)
長戸康郎(東京大学 大学院農学生命科学研究科 教授)

閉花受粉性イネ突然変異体spw1-clsでは,おしべやめしべには変化がないものの,鱗被が変形し,膨らむことができない。そのため,開花せずに正常に稔実する。SUPERWOMAN1遺伝子のアミノ酸置換変異が本変異体の閉花受粉性の原因である。

【目次】
1. はじめに
2. イネの開花の仕組み
3. 鱗被形成の分子メカニズム
4. 閉花受粉性イネ突然変異体のスクリーニングと閉花受粉性のしくみ
5. 閉花受粉性の原因遺伝子の同定
6. 閉花受粉性遺伝子の作用メカニズム
7. 今後の研究展開


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生活習慣病における脂肪酸組成コントロールの重要性と長鎖脂肪酸伸長酵素Elovl6の働き
Importance of the Control of Fatty Acid Composition for the Treatment of Metabolic Syndrome:Role of Long Chain Fatty Acid Elongase Elovl6 in Energy Metabolism

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松坂賢(筑波大学 大学院人間総合科学研究科 先端応用医学専攻 臨床医学系内分泌代謝・糖尿病内科 助教)
島野仁(筑波大学 大学院人間総合科学研究科 先端応用医学専攻 臨床医学系内分泌代謝・糖尿病内科 教授)

組織内における脂質の過剰蓄積がインスリン作用不全を引き起こすため,生活習慣病治療では脂質蓄積量の低下に重点が置かれている。しかし脂肪酸伸長酵素Elovl6欠損マウスの解析から,脂肪酸組成など脂質の質的内容もエネルギー代謝に重要なことが明らかとなり,そのコントロールが新しい生活習慣病治療になることが期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 脂肪酸伸長酵素Elovl6の同定
3. Elovl6の発現調節機構
4. Elovl6欠損マウスの解析
5. おわりに


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BIO BUSINESS

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バイオセンサーの市場動向
Market of Biolsensor

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【目次】
1. 概要
2. 種類
2.1 酵素センサー
(1) 酸化還元酵素センサー
(2) その他の酵素センサー
2.2 微生物センサー
2.3 免疫物質センサー
2.4 遺伝子センサー
2.5 細胞・器官センサー
2.6 その他の生体物質センサー
2.7 脂質・脂質膜センサー
2.8 感覚模倣センサー
2.9 トランスデューサ等
3. 市場規模
3.1 市場規模推移
3.2 応用分野
(1) 医療分野
(2) 環境分野
(3) 食品分野
4. 業界動向
4.1 主要企業
4.2 トピックス
(1) 大阪工大
(2) 日本無線,英OPT
(3) アンデス電気


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BIO PRODUCTS

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スレイトール
Threitol

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【目次】
1. 概要
2. 安全性
3.製法
4. 生産
5.用途
(1) 化粧品素材
(2) 潜熱蓄熱材
(3) 医薬中間体
6.荷姿


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4,950円

特集:タンパク質フォールディングのテクノロジー

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特集にあたって

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白木賢太郎(筑波大学 大学院数理物質科学研究科 電子・物理工学専攻 准教授)


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タンパク質のフォールディングと凝集(総論)
Protein Folding and Aggregation

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笹原健二(大阪大学 蛋白質研究所 蛋白質構造形成研究室 特任研究員)
後藤祐児(大阪大学 蛋白質研究所 蛋白質構造形成研究室 教授)

タンパク質は,そのアミノ酸配列(一次構造)に基づいて,機能をもつ天然の特異的な3次元立体構造に自発的に折りたたまれる。これをタンパク質の「フォールディング」という。タンパク質のフォールディングは,生命現象における自己組織化の基本的な過程であり,その分子機構の解明は,生物物理学の重要な課題のひとつである。一方,何らかの原因で,フォールディング反応に異常が起こると,タンパク質が凝集物を形成し,多くの病気を引き起こすことが明らかになってきた。現在,タンパク質の凝集物の中で秩序ある構造を持つアミロイド線維が注目されている。タンパク質のフォールディングと凝集に関する研究の歴史的な側面を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. セントラルドグマ
3. In vitroにおけるフォールディング研究
3.1 Anfinsenのドグマ
3.2 Levinthalのパラドックス
3.3 フォールディング研究の展開
3.4 理論的モデルの展開とフォールディング研究の今後
4. In Vivoにおけるフォールディング研究
4.1 In vivoの環境
4.2 分子シャペロンの役割
5. タンパク質の凝集と病気
5.1 タンパク質の凝集
5.2 アミロイド線維
5.3 プリオン病
6. おわりに


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次世代抗体:ラクダ抗体の分子論
Molecular Characteristics of a Camelid Heavy-chain Antibody

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萩原義久((独)産業技術総合研究所 セルエンジニアリング研究部門 細胞分子機能研究グループ 主任研究員)

近年,ラクダ科動物由来抗体に大きな注目が集まっている。ラクダ抗体には軽鎖がなく,それゆえ重鎖の可変ドメイン(VHH)のみで抗原を認識可能である。VHHドメインはリフォールディング効率が高く,熱耐性に優れる等の特質を持ち,広汎な応用が期待されている。本稿ではVHHの持つ特徴を述べた上で,そのタンパク質工学と応用例を概説する。

【目次】
1. 何故ラクダ抗体なのか
2. VHHの分子的特質
3. ラクダ重鎖抗体の特異な抗原認識機構
4. VHHの安定化
5. VHHのジスルフィド結合除去―フォールディングの単純化
6. VHHを利用した新規抗体利用法
6.1 抗体融合酵素
6.2 多価抗体
6.3 イントラボディ
6.4 通常抗体では不活化される環境でのVHH利用
7. おわりに


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アミノ酸を利用したクロマトグラフィー
Amino Acids as Effective Additives in Column Chromatography

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工藤基徳(東京大学 大学院新領域創成科学研究科 メディカルゲノム専攻 特任助教)
津本浩平(東京大学 大学院新領域創成科学研究科 メディカルゲノム専攻 准教授)

抗体やサイトカインなどバイオ製剤の製造プロセスにおいては,生体内にとって悪影響を及ぼすタンパク質の凝集体の高感度な検出および分離技術が不可欠である。本稿では,タンパク質の分離精製における添加剤の役割,特にアルギニンの添加におけるクロマトグラフィーの改善について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 溶媒の効果・評価
3. アルギニン
4. 親和性クロマトグラフィー
5. ゲル浸透クロマトグラフィー
6. 樹脂担体を用いない分離技術
7. アルギニンに代わる添加剤


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界面におけるタンパク質とPEGの機能―ナノ表面がシャペロンになる?―
Effect of Densely Packed PEG on Protein Functionality:Does PEG Interface Work as Molecular Chaperon?

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長崎幸夫(筑波大学 大学院数理物質科学研究科 教授)

PEGは毒性も低く抗原性も示さないことから広くバイオマテリアル開発の中心として利用されてきた。しかしそのPEGの特性の本質はまだ十分にわかっているとはいえず,基礎的な研究が不可欠である。PEGとタンパク質との複合により,いわゆる新しい「場」の中に存在するタンパク質は,これまでにない新しい機能を創出する芽を持っており,期待される。

【目次】
1. はじめに
2. ポリエチレングリコール(PEG)による非特異吸着抑制
3. タンパク質ハイブリッド密生層の構築
4. 酵素/PEG密生層の構築
5. 溶液中での酵素とPEG
6. おわりに


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タンパク質溶液のデザイン法
Design for Protein Solution

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白木賢太郎(筑波大学 大学院数理物質科学研究科 電子・物理工学専攻 准教授)
伊藤廉(関西学院大学 大学院理工学研究科 化学専攻 博士後期課程)
山口宏(関西学院大学 理工学部 化学科 准教授)

タンパク質や酵素は水溶液中では不安定で,しばしば凝集して失活する。活性のあるタンパク質を安定に溶液中に分散できれば,研究や産業に利用するための最大の難関をクリアしたことにもなる。ここでは,タンパク質の溶液のデザイン法について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 塩溶液の特徴
3. タンパク質の凝集抑制剤
4. タンパク質の不安定化を補償するオズモライト
5. タンパク質のリフォールディングを補助する小分子
6. タンパク質を長期保存する
7. 第4成分を利用するタンパク質の結晶化法
8. おわりに


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添加剤を用いたタンパク質凍結乾燥医薬品の安定化と製剤設計
Stabilization and Formulation Design of Freeze-dried Protein Pharmaceuticals

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伊豆津健一(国立医薬品食品衛生研究所 薬品部 主任研究官)

凍結乾燥は,溶液での長期保存が困難な多くのタンパク質医薬品の広範な臨床使用を可能にする不可欠な技術となっている。タンパク質の高次構造を凍結乾燥過程のストレスから保護し長期安定性を確保するための添加剤選択の方法を解説するとともに,タンパク質の特性に対応した製剤設計や医薬品で安定性が重視される背景について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. タンパク質医薬品の安定性と品質
3. 凍結乾燥によるタンパク質の構造変化と添加剤による安定化
4. 凍結乾燥製剤の設計
5. 代表的な添加剤とその作用
5.1 糖類・ポリオール類の安定化作用
5.2 アミノ酸による安定化
5.3 緩衝液成分と塩類の影響
5.4 界面活性剤による安定化
5.5 高分子添加による安定化
6. 生産・製造の管理


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酵素関連データベースの活用―産業応用可能性の高い酵素タンパク質の検索―
The Exploitation of Enzyme-related Databases

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長野希美((独)産業技術総合研究所 生命情報工学研究センター 主任研究員)

重要な酵素の全てが産業に活用されている訳ではないが,酵素の中には,産業に活用されるべき酵素が実に多いのに筆者は感銘を受けてきた。本稿では,酵素関連のデータベースを紹介すると共に,従来の酵素研究の問題点,筆者が開発している酵素触媒機構データベース(EzCatDB),重要な酵素の例について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 従来の酵素分類における問題点―酵素関連データベースの現状
(1) ExPASy
(2) KEGG
(3) PDBsum:EC→PDB
(4) Catalytic Site Atlas(CSA)
(5) MACiE
3. 酵素触媒機構データベースEzCatDBの開発
3.1 EzCatDBデータベースの特徴
(1) 酵素ドメイン構造の分類
(2) 触媒残基,触媒ドメインの同定
3.2 具体的な利用方法
(1) 化合物リスト
(2) 各酵素エントリ
3.3 今後の課題:酸化還元反応
4. 産業応用可能性の高い酵素の具体例:Fe-ハイドロゲナーゼ
5. おわりに


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創薬のための化合物ドッキングシミュレーション
Protein-ligand Docking Simulation for Drug Discovery

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広川貴次((独)産業技術総合研究所 生命情報工学研究センター 研究チーム長)

Structure-based drug designの基盤技術となる化合物のドッキングシミュレーションについて,概要ならびに誘導適合ドッキング問題,PDGFβ受容体を標的としたリード化合物のドッキングシミュレーションの実施例について報告する。

【目次】
1. はじめに
2. ドッキングシミュレーション
3. 誘導適合ドッキング問題と取り組み
4. PDGFβ受容体とリード化合物のドッキングシミュレーション
4.1 PDGFβ受容体TKドメインのモデリング
4.2 分子動力学シミュレーション
4.3 インドリルキノキザリン類のドッキングシミュレーション
4.4 考察とまとめ
5. おわりに


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BIO R&D

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ニジマスしか生まないヤマメの作出
Production of Trout Offspring from Salmon Parents

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吉崎悟朗(東京海洋大学 海洋科学部 准教授)
奥津智之(東京海洋大学 海洋科学部 研究員)
竹内裕(東京海洋大学 先端科学技術研究センター 助教)

ニジマスの精原細胞を,免疫系が未だ発達していないヤマメ稚魚の腹腔内に移植すると,移植された細胞は宿主の未分化生殖腺へと移動し,そこで宿主の性にしたがって,精巣では精子に,卵巣では卵に分化する。これらのヤマメが生産したニジマスの配偶子は完全に機能的であり,正常な次世代を生産することが可能であった。また,3倍体化処理により不妊となったヤマメ稚魚にニジマス精原細胞を移植することで,ニジマス配偶子しか作らないヤマメ両親を生産することにも成功した。さらに,これらのヤマメ宿主両親を交配することで,次世代にニジマスのみを生産することも可能となった。本稿では,本技術の原理と応用の可能性について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. vasa遺伝子は生殖細胞で特異的に発現する
3. 孵化稚魚は免疫的に未熟である
4. 生殖細胞は自力で生殖腺の位置を探し出し,そこに移動することができる
5. 成魚が保持する精原細胞は卵へも分化する
6. 3倍体魚は不妊であるが,体細胞は正常である
7. おわりに


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ヒトDNAチップの開発―高感度化による新発見への期待―
Development of Human 25k DNA Chip―Expectation to the New Era by Highly Sensitive DNA Chip―

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秋山英雄(東レ(株) 先端融合研究所 主任研究員)
信正均(東レ(株) 新事業開発部門 DNAチップグループリーダー)

DNAチップは,検体や試料で発現している多数の遺伝情報を網羅的に検出・解析できるツールである。近年,飛躍的に技術進展したナノ加工技術等の先端技術との融合,あるいはDNA固定化技術等のナノバイオ技術の深化により,長年の課題であった特異性,検出感度,処理能力,再現性/信頼性等の解決目処が得られつつある。本稿では,斬新な形状(柱状構造)からなる“3D-Gene”技術の特性を生かしたチップ開発の展開を中心に紹介する。

【目次】
1. はじめに(DNAチップの新潮流)
2. “3D-Gene”技術の特徴
3.1 チップ形状・材質による検出スポット形状の安定化とノイズ低減
3.2 チップに固定するDNA(プローブDNA)の密度制御
3.3 ターゲットDNAとの反応性向上
4. DNAチップの分析対象
5. 遺伝子発現解析―ヒトDNAチップの開発―
6. マイクロRNA発現解析―ヒトmiRNAチップの開発―
7. 今後の展開
8. おわりに


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BIO BUSINESS

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ワクチンの市場動向
Market of Vaccines

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【目次】
1. 概要
2. 種類
3. 市場動向
4. 課題
5. 業界動向
5.1 業界構造
5.2 参入企業


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4,950円
【特集】植物バイオマスデザイン―統合バイオリファイナリーの実現に向けて―

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特集にあたって

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吉田和哉(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 准教授)




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植物バイオマス増産の必要性と研究課題
Necessity and Strategy for Increase of Plant Biomass Production

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新名惇彦(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 教授)

年間地球上で再生される植物バイオマスのエネルギー量は現在の消費エネルギー量の約8倍ある。その6割が未利用の資源であるが,集積して使いやすいものはそれ程多くない。2050年には世界人口は約1.5倍になり,食料以外にも飼料,建材,紙パルプ,繊維も単純には1.5倍いる。しかも中国,インドなど途上国の経済発展も活発であり,植物バイオマスを数十%増産しなければならない。これには遺伝子組換え技術が必須である。植物増産に重要な遺伝子が続々と単離されており,今後の研究の方向性を言及する。

【目次】
1. 石油代替エネルギーとしてのバイオマスエネルギー
2. 植物バイオマスの増産策
3. 植物バイオサイエンスとバイオテクノロジー
4. おわりに


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バイオリファイナリーが求める植物バイオマス
Plant Biomass for Biorefinery

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荻野千秋(神戸大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 准教授)
田中勉(神戸大学 自然科学系先端融合研究環 助教)
福田秀樹(神戸大学 自然科学系先端融合研究環 教授)
近藤昭彦(神戸大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授)

筆者らの研究室では,微生物を菌体触媒および物質変換を行う細胞工場として用い,(1)植物油から酵素反応によってメチルエステル,(2)デンプンやセルロースを資化可能にする微生物によりバイオエタノールや化学品の生産を試みている。本稿では,これらの研究成果を紹介し,バイオリファイナリーに求められている植物バイオマスに関して論じたい。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素反応によるメチルエステル(バイオディーゼル燃料)生産
3. エタノール生産
3.1 デンプンからのエタノール生産
3.2 セルロースからのエタノール生産
3.3 ヘミセルロースからのエタノール生産
4. 乳酸生産
5. アミノ酸およびその誘導体生産
6. おわりに


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バイオマスデザインに向けた細胞育種の新発想
Novel Idea of Cell Breeding for Biomass Design

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黒田浩一(京都大学 大学院農学研究科 応用生命科学専攻 助教)
三浦夏子(京都大学 大学院農学研究科 応用生命科学専攻 修士課程)
植田充美(京都大学 大学院農学研究科 応用生命科学専攻 教授)

植物バイオマスの増産など利用を考える上で,2つの重要な育種デザインの戦略がある。一つは植物自身の生育を促進すること,もう一つは植物以外の生物の力を利用することである。筆者らは本稿で,糖アルコールを利用したGMO問題に抵触しない手法による生育促進と,酵母をモデルとした2種類のシステムを例にとって植物バイオマス研究に生かすための提言を行う。

【目次】
1. 生育促進の重要性
2. 糖アルコールによる新規作用の発見
3. 糖アルコールによる生育促進
4. 酵母育種にみられる新しい戦略の適用
5. おわりに


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環境ストレス耐性向上の分子育種による植物バイオマス増産
Increase in the Plant Biomass Production by Molecular Breeding for Improvement of the Environmental Stress Resistance

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吉田和哉(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 准教授)
平良安聡(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 博士課程)
仲山英樹(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 助教)

植物バイオマス量は生育環境から受ける様々なストレスによって減少する。バイオマス生産の低下を防ぐ手段として植物の環境ストレス耐性を向上させる分子育種が有効である。本稿では,主要な環境ストレスである乾燥・塩ストレスに対する植物の適応機構を概説し,それらのストレスに対する耐性を向上させる分子育種技術の研究開発を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 植物が受ける塩・乾燥ストレスと適応機構
3. 植物におけるカリウム/ナトリウムイオン恒常性の維持
4. 耐塩性植物の分子育種
4.1 浸透圧ストレス耐性の向上
4.2 ナトリウムイオンストレス耐性の向上
5. おわりに


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植物養分吸収系の分子改良による植物バイオマス増産
Enhancement of Biomass Production through Improvement of Nutrient-transport Systems in Plants

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三輪京子(東京大学 生物生産工学研究センター 日本学術振興会特別研究員 PD)
藤原徹(東京大学 生物生産工学研究センター 准教授)

植物は土壌からミネラルを吸収し,生存を支えている。自然環境で植物は必要な無機栄養の欠乏に対処すると共に,土壌に存在する有害な元素の影響を低減しなくてはならない。農業現場においても,必須元素の欠乏や有害元素の存在は農業生産を低下させる。今後,優良な農耕地が減少していくなかで,エネルギー投入を減少させつつ農業生産性を向上させるためには,栄養が不良な土壌でも効率的に生きることのできる作物の開発が急務であり,このような作物が開発されつつある。

【目次】
1. はじめに
2. 植物の鉄吸収の分子機構と鉄欠乏耐性作物の作出
2.1 植物における鉄吸収の分子機構
2.2 ムギネ酸合成系酵素の発現上昇による鉄欠乏耐性植物の作出
2.3 三価鉄還元活性の上昇による鉄欠乏耐性植物の作出
2.4 鉄欠乏応答を制御する転写因子の発現改変による鉄欠乏イネの作出
3. 植物のケイ素吸収の分子機構
3.1 ケイ素吸収を担う吸収型トランスポーターLsi1
3.2 ケイ素吸収を担う排出型トランスポーターLsi2
4. 植物のホウ素吸収の分子機構とホウ素栄養障害耐性植物の作出
4.1 植物のホウ素輸送体の同定
4.2 ホウ素欠乏耐性植物の分子育種
4.3 ホウ素過剰耐性植物の作出
5. 植物のアルミニウム毒性耐性の分子機構
5.1 Al依存的なリンゴ酸分泌を担うリンゴ酸トランスポーターALMT1
5.2 Al依存的なクエン酸分泌を担うMATEタイプのクエン酸トランスポーター
5.3 有機酸分泌によらないAl毒性耐性機構
6. おわりに


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葉緑体改変による植物バイオマス増産
Improvement of Plant Biomass Production by Chloroplast Engineering

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横田明穂(奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科)

1993年にMaligaによって相同組換えによるタバコ葉緑体形質転換法が開発されて以降,現在ではイネ科植物以外の多くの植物の葉緑体形質転換が可能になっている。葉緑体はバイオマス生産の中心であり,植物におけるバイオマス生産の担い手としての葉緑体の重要性,実際の高度利用の現状,さらには将来の研究の方向について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 葉緑体ゲノム遺伝子操作法
3. 植物生産性を決める諸因子の同定と生産性向上を目指した葉緑体形質転換
4. バイオマス生産の担い手としての葉緑体の重要性
5. おわりに


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リグニンの改変技術
Metabolic Engineering of Lignin Biosynthesis

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梅澤俊明(京都大学 生存圏研究所 教授;同大学 生存基盤科学研究ユニット 研究フェロー)
鈴木史朗(京都大学 生存基盤科学研究ユニット 助教)

木質バイオマスからのバイオ燃料生産は,目下緊急の課題となっている。この目的に適した木質バイオマスの分子育種,とりわけリグニンの量と構造の制御や細胞壁成分の存在状態の制御に関する研究開発の現状と将来の可能性について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. リグニンの化学構造と機能
3. リグニンの生合成
4. バイオ燃料生産に向けた育種目標と関連するリグニンの性質
5. ケイヒ酸モノリグノール経路の代謝工学
6. リグニン構造の改変
7. リグニン量の制御
8. 細胞壁構成の制御
9. おわりに


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水生植物を用いた水質浄化とバイオマス生産
Biomass Resource Production in Water Purification Processes Utilizing Aquatic Plants

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池道彦(大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 教授)

水生植物を利用して汚濁の進んだ水域の浄化を行う植生浄化法は,極めて経済的で環境適合性が高い,理想的なエコテクノロジーであるが,幾つかの重要な制約があり,必ずしも普及が進んでいない。特に,浄化システムから生じる余剰植物バイオマスの処理・処分は最も大きな問題の一つであるが,逆に,バイオマスを資源として有効利用することができれば,植生浄化の欠点を利点に変えることとなり,より理想的な技術として飛躍的に発展していくことが期待できる。ここでは,環境浄化と資源生産というCo-benefitの達成を目指す“新”植生浄化法のコンセプトについて,筆者らの研究成果を中心に紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 植生浄化法の水質浄化ポテンシャル
3. 余剰植物バイオマスの資源化
4. おわりに:Co-benefitプロセスとしての植生浄化法


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植物油脂から植物樹脂へ
Plant-based Resins from Plant Oils

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宇山浩(大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授)

循環型社会構築に向けたバイオマスプラスチックの開発を目的とした植物油脂を基盤とした高分子材料について述べる。植物油脂ポリマーに生分解性ポリエステル,セルロースファイバーなどを複合化することによる,ポリマーの物性・機能の向上が示された。また,植物油脂を核とする多分岐ポリ乳酸を用いた植物ウレタンが開発された。

【目次】
1. はじめに
2. エポキシ化植物油脂を主モノマーとするバイオマスプラスチック
3. 油脂を核とする星型ポリ乳酸
4. おわりに


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バイオマス植物の開発動向
Patents and Development of Gene-Engineered Biomass Plants

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鍋島成泰((株)住化技術情報センター 常務取締役)

需給が急激に拡大しているバイオ燃料の原料バイオマス植物と食糧,飼料との競合を避けるためには,長期的には食糧と競合しないバイオ燃料専用の新しいバイオマス植物の開発が必要であるが,短期的には既存のバイオ燃料用バイオマス植物(穀物や油糧作物)の生産性を増大することが急務である。本稿では,遺伝子組換え技術によるバイオ燃料用バイオマス植物の開発に関する特許動向を概観する。

【目次】
1. はじめに
2. リグノセルロース生産植物の開発
2.1 リグニン含量の改変に関する特許動向
2.2 セルロース,ヘミセルロースの改変に関する特許動向
2.3 セルラーゼによる形態変化に関する特許動向
3. 油糧生産バイオマス植物の開発
3.1 脂肪酸組成の改変に関する特許動向
3.2 植物油総量の増大に関する特許動向
4. ショ糖・デンプン生産バイオマス植物の収量増大に関する特許動向
5. おわりに


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バイオ燃料の課題
Problems of the Renewable Energy

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冷牟田修一(出光興産(株) 中央研究所 環境・バイオ研究室)

炭酸ガス削減のため,省エネの推進や代替エネルギーの開発,利用促進が望まれている。なかでもバイオ燃料はカーボンニュートラルの考え方から,有効な方策の一つとして期待がもたれる。その一方で,コスト高や,食料とのバッティング,環境破壊といった問題点も多く抱えている。本稿では,それらバイオ燃料の課題につき紹介する。

【目次】
1. バイオ燃料導入の背景
2. わが国石油業界の取り組み
3. バイオ燃料の課題
(1) 食料とのバッティング
(2) 環境破壊
(3) 技術的な課題


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BIO R&D

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がん遺伝子Mycを用いない人工多能性幹細胞の作成
Generation of induced pluripotent stem cells without Myc

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小柳三千代(京都大学 再生医科学研究所 再生誘導研究分野 産学官連携研究員)
中川誠人(京都大学 再生医科学研究所 再生誘導研究分野 助教)
山中伸弥(京都大学 物質-細胞統合システム拠点 iPS細胞研究センター センター長;同大学 再生医科学研究所 再生誘導研究分野 教授)

マウスやヒトの線維芽細胞に,がん遺伝子Mycを用いることなく3つの遺伝子(Oct3/4,Sox-2,Klf4)を導入することによって,ES細胞様の多能性を有する細胞を誘導できることがわかった。このiPS細胞(=induced pluripotent stem cells)は,新たな方法として,細胞移植治療への応用が期待されている。

【目次】
1. はじめに
2. マウス第1世代iPS細胞の樹立(Fbx iPS細胞)
3. マウス第2世代iPS細胞の樹立(Nanog iPS細胞)
4. マウス第3世代iPS細胞の樹立(Mycなし3因子iPS細胞)
5. ヒトiPS細胞の樹立
6. iPS細胞の問題点と今後の課題
7. おわりに


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TOPICS

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2007 Annual Scientific Meeting and Technology Showcaseに参加して

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島田邦男(日油(株) ライフサイエンス事業部 ヘルスケア部 化粧品原料担当部長)




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BIOINDUSTRY(バイオインダストリー) 雑誌の内容

バイオテクノロジーの工業化に関する技術情報、市場情報を 満載
あくまでインダストリアルな視点で、バイオにおける研究開発のシーズを鋭く掘り起こし、応用分野におけるニーズに結びつけるということを編集の主眼においています。バイオにおける研究開発、技術開発、製品開発、市場展望、企業動向、産業へのインパクトに焦点をあてた画期的なバイオ専門誌です。

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1 天文ガイド

誠文堂新光社

毎月の天文現象と、新製品のニュースをお伝えします。

  • 2021/11/05
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  • 2021/10/05
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  • 2021/09/03
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  • 2021/08/05
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2 Newton(ニュートン)

ニュートンプレス.

Newton(ニュートン)

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

Topic

宇宙飛行士の訓練


宇宙飛行士に求められる資質や能力とは?

監修 柳川孝二

執筆 北原逸美

参考価格: 1,190円

驚きと興奮のサイエンスマガジン 『ニュートン』

  • 2021/10/26
    発売号

  • 2021/09/25
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  • 2021/08/26
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  • 2021/07/26
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  • 2021/06/24
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  • 2021/05/26
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3 日経サイエンス

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日経サイエンス

2021年11月25日発売

目次: 【特集:地球防衛】
危険な小惑星にどう向き合うか
100年に1回の衝突を見逃さない ほか
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創刊50周年企画:科学の50年 そして現在
極限微生物が変えた進化観 深海に探る生命の起源
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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

太古のマントル岩石にCO2封印 中東オマーンで実験開始
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★このほかにも魅力的な記事がいっぱいあります。

◇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/
CO2でCO2吸収材料を作る/小笠原諸島発 軽石1300kmの旅

◇ADVANCES
自転の変化が大気酸素化に影響/原子1層の極薄磁石/泡の力/昔のイヌの食生活/
生命体センサー/記録破りの山火事/クジラの声をつかめ/ニュース・クリップ/
マイクロプラごみ掃除機 ほか

◇From Natureダイジェスト:1~2年でコロナ再感染のリスク

◇新連載! 数楽実験室 マテーマティケー:斜めに見る

◇ヘルス・トピックス:ウルシかぶれに救いの手

◇パズルの国のアリス:勝率の履歴

◇BOOK REVIEW
『なぜ心はこんなに脆いのか』 鈴木光太郎
『ヒトはなぜ「がん」になるのか』 中西真人
<連載>森山和道の読書日記 ほか

◇サイエンス考古学

◇今月の科学英語

定期購読(3年プラン)なら1冊:1,152円

科学の「先端」「発見の快感」を伝える一般向けの総合科学誌

  • 2021/10/25
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4 ナショナル ジオグラフィック日本版

日経ナショナル ジオグラフィック社

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ナショナル ジオグラフィック日本版

2021年11月30日発売

目次: 【総力特集】
○驚きの大地 セレンゲティ
●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
    発売号

  • 2021/08/30
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  • 2021/07/30
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  • 2021/05/28
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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
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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

  • 2021/06/15
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7 Nature(個人購読専用)

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世界No.1総合科学ジャーナル 『Natureで、最先端の科学に出会う!』

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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
…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…
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)
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■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

参考価格: 1,980円

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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