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月刊バイオインダストリー 2019年9月号
￥4,860
横越英彦 静岡県立大学名誉教授
有原圭三 北里大学
横山壱成 北里大学
大畑素子 日本大学
齋藤忠夫 東北大学
水道裕久 サンスター(株)
磯部勝考 日本大学
赤田倫治 山口大学
鈴木絢子 大分大学
中村美紀子 信州大学
星田尚司 山口大学
藤本哲憲 (株)ヤナギヤ
鎌倉秀行 (株)エコマスター
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【特集】機能性タンパク質・アミノ酸・ペプチドの応用
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緑茶アミノ酸：テアニンと環状テアニンの生理作用
Green Tea Amino Acid：Physiological Function of Theanine and Cyclic Theanine
緑茶特有アミノ酸のテアニンは，多くの生理機能を有しており，今回は，特に睡眠とのかかわり，動物実験での寿命延長作用について紹介する。テアニンが環化された環状テアニンが煎茶よりも玉露や碾茶に多く含まれており，また，緑茶の製造・抽出法の工夫により生成されることが分かり，その機能性について紹介する。
【目次】
1 緑茶特有アミノ酸のテアニンとは
2 テアニンと脳との関わり（概説）
2.1 実験動物を用いた試験
2.2 ヒトボランティア試験
3 テアニンの睡眠改善効果
4 環状テアニンについて
4.1 緑茶中の環状テアニン量
4.2 環状テアニンの機能性について
5 おわりに
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食品タンパク質由来ペプチドの利用における新展開
～メイラード反応による新しい機能性食品素材の開発～
Novel Ingredients from Food Protein-derived Peptides by the Maillard Reaction
第2回国際生理活性ペプチドシンポジウムがスペインで開催され（2019/5/22～24），世界各国から機能性ペプチド領域の研究者が集まり，この分野の最新の情報が発表された。本稿では，このシンポジウムの様子を紹介したうえで，筆者らが取り組んでいるペプチドを原料としたメイラード反応を利用した機能性素材の開発に関する成果を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 国際生理活性ペプチドシンポジウム
3 ペプチドとメイラード反応
4 メイラード反応を利用した「香りの機能性食品」
5 おわりに
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血圧降下ペプチド
Antihypertensive Peptides
2019年4月には，5 年ぶりに高血圧治療ガイドラインが改訂された。本稿では，食事で摂取することで血圧を下げる機能性のあるペプチド類について，血圧調節機構とペプチドの評価方法，トクホと機能性表示食品，血圧降下ペプチドの構造と活性相関，遺伝子発現による大量調製の将来性などについてこれまでの知見をまとめた。
【目次】
1 血圧調節のメカニズムとアンジオテンシンI変換酵素（ACE）
2 ペプチドのin vitroおよびin vivoアッセイ
3 血圧降下ペプチドの活性評価における不整合
4 特定保健用食品（トクホ）と血圧降下ペプチド
5 機能性表示食品の血圧降下ペプチド
6 乳タンパク質由来の血圧降下ペプチド
7 血圧降下ペプチドの化学構造と活性の関連性
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コレステロール代謝改善アミノ酸・ペプチド
Cholesterol Metabolism Improving Amino acids and Peptides
古くからある種の食品に含まれるタンパク質やそれらを構成する特定のアミノ酸にコレステロール代謝を改善する作用があることが知られているが，近年，タンパク質を加水分解してできる特定のペプチドにも同様な作用があることがわかってきた。本稿では，これらアミノ酸およびペプチドのコレステロール代謝改善作用について概説する。
【目次】
1 コレステロール代謝改善アミノ酸
1.1 含硫アミノ酸
1.2 含硫アミノ酸類似物質
1.3 その他のアミノ酸
2 コレステロール代謝改善ペプチド
2.1 大豆由来ペプチド
2.2 乳由来ペプチド
2.3 卵白由来ペプチド
2.4 豚肉由来ペプチド
2.5 牛肉由来ペプチド
2.6 魚由来ペプチド
3 アミノ酸・ペプチドを関与成分とする特定保健用食品
3.1 ブロッコリー・キャベツ由来のSMCS（天然アミノ酸）を関与成分とするもの
3.2 リン脂質結合大豆ペプチド（CSPHP）を関与成分とするもの
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BIO INDUSTRY
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新規導入作物キノアの我が国での栽培化とその市場性
Cultivation and Marketability of Newly Introduction crops, Quinoa in Japan
アンデス高地原産でヒユ科に属するキノアは食材として優れた機能性を有し，塩類が集積した土壌環境下でも生育可能であることから，近年注目を集めている。ただし，我が国で販売されているキノアはそのほとんどが南米などからの輸入品であり，キノアが市民権を得ているとは言い難い。そこで，キノアの持つ能力や機能及び栽培法などについて解説をする。
1 はじめに
2 植物としてのキノア
2.1 キノアという植物
2.2 キノアの耐塩性とセシウム吸収能力
3 キノアを栽培する際のポイント
3.1 生育期間と播種期
3.2 生育に適した土壌環境と施肥
3.3 病害虫や障害の発生状況とその対策
4 国際キノア年
5 キノアの栽培状況と市場価値
6 キノア子実に含まれている成分特性と摂取時の効果
6.1 キノア子実に含まれている成分特性
6.2 キノア子実を摂取した時に期待できる効果
7 キノアの利用法
8 今後の課題
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BIO R&D
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大容量PCR装置によるmLスケールでのDNA生産
mL-Scale DNA Production by a Large-Scale PCR Machine
PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）とは，DNAの特定の領域をごくわずかな量から2時間程度で数億倍に増幅することのできる技術である。DNAを扱う研究室でPCR装置を知らない人はほぼいない。しかし，PCR反応は10-50μL程度の少ない量でしか行われてこなかった。本稿では，筆者らが開発した大容量での反応が可能なPCR装置とその使い道を解説する。
1 はじめに
2 食品製造機械メーカーとの共同開発
3 大容量PCR装置「0」号機
4 なぜPCR反応はμLスケールでなければいけないのか
5 均一で急激な温度変化を与える大容量PCR構造
6 サンドイッチ型ペルチェ素子を持つPCR装置1号機
7 耐熱性DNA複製酵素の大腸菌からの生産
8 核酸医薬と大容量PCR
9 研究用試薬としての大容量PCR産物
10 おわりに
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BIO ENGINNERING
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日本初のごみ処理「トンネルコンポスト方式」について
Tunnel Compost, Japan’s First Waste Treatment System
香川県三豊市にあるバイオマス資源化センターみとよでは，日本初となるトンネルコンポスト方式によるごみ処理で燃やせるごみを固形燃料原料にリサイクルしている。この原料を固形燃料製造工場で製品化して最終的に石炭代替燃料として販売している。本稿ではトンネルコンポストの処理フローを中心に紹介し，その特徴をまとめる。
【目次】
1 はじめに
2 処理フロー
2.1 前処理工程
2.2 発酵乾燥工程
2.3 後処理工程
2.4 脱臭工程
2.5 固形燃料化工程
3 特徴
4 今後の展開
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BIO BUSINESS
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バイオ医療品の市場
Maket of Biologics
【目次】
1 はじめに
2 業界動向
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《BIO PRODUCTS》
セバシン酸(Sebacic acid)
バイオコハク酸(Bio Succinic acid)
L-グルタミン(L-Glutamine)
D-キシロース(D-Xylose)
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月刊バイオインダストリー 2018年6月号
￥4,860
【特集】アルツハイマー病の早期診断法の現状
＜＜著者一覧＞＞
赤津裕康 名古屋市立大学
内田和彦 筑波大学
大森智織 東京大学
山本一夫 東京大学
鈴木利治 北海道大学
遠山育夫 滋賀医科大学
亀島直子 パナソニック ヘルスケア(株)
南條俊文 パナソニック ヘルスケア(株)
加藤智子 滋賀医科大学
清水志乃 滋賀医科大学
清水猛史 滋賀医科大学
吉宗一晃 日本大学
西川美宇 (株)TOPU バイオ研究所
園木和典 弘前大学
政井英司 長岡技術科学大学
岩田正明 鳥取大学
原井基博 富士ソフト(株)
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【特集】アルツハイマー病の早期診断法の現状
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特集にあたって
Introduction
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アルツハイマー病とMCI の新規バイオマーカー
Novel Biomarkers for Alzheimer’s Disease and MCI
認知症の60～80％をしめるアルツハイマー型認知症（AD）は, 認知機能健常のプレクリニカル期（プレクリニカルAD）, AD前駆段階の軽度認知障害（MCI due to AD）を経て, 日常生活に支障がでる程度まで認知機能が低下する疾患である。プレクリニカルADからMCI, ADへの病態進行を反映するバイオマーカーはADの発症予防を実現できる有効な手段であり世界中で研究が進んでいる。本稿では, われわれの知見も含め, AD, MCIの血液・髄液バイオマーカーについて述べる。
【目次】
1 はじめに
2 ADの病理
3 ADのバイオマーカー
4 AD・MCIの早期発見のための新規バイオマーカー
5 おわりに
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アルカデイン由来ペプチドp3-Alc のアルツハイマー病診断への応用
Clinical Application of Alcadein-derived Peptides in Alzheimer’s Disease Diagnosis
アルカデインは, アミロイド前駆体タンパク質（APP）と同様にγセクレターゼによる2段階目の切断を受ける一回膜貫通型タンパク質である。アルカデインの切断産物であるp3-Alcは脳神経系由来であり, 非凝集性であるため, 脳内のγセクレターゼの基質切断の量的および質的な変化を, 脳脊髄液や血液を用いた測定により正確に捉える事が出来ると考えられる。筆者はこれまで, 血漿成分中に含まれるp3-Alcがアルツハイマー病患者で増加することを示唆している。
【目次】
1 はじめに
2 アミロイドβタンパク質
3 アルカデイン
4 p3-Alcαとγセクレターゼ切断
5 p3-AlcαのAD簡易診断への有用性
6 おわりに
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鼻粘膜のアルツハイマー病バイオマーカー
Biomarkers for Alzheimer’s Disease in Nasal Smears
アルツハイマー病（AD）の早期診断技術として, PETによるアミロイドイメージングや髄液中のβアミロイドペプチド（Aβ）の測定が提唱されているが, もっと簡便で侵襲が少なく安価な診断法の開発が期待されている。本稿では, 筆者らが研究を進めてきた鼻粘膜サンプルを用いたADの診断技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 動物実験による検証
3 ヒトの鼻粘膜スメア中のAβ42とタウタンパクの測定方法について
4 鼻粘膜サンプルを用いたアルツハイマー病診断に関する臨床研究
4.1 中鼻道領域のAβ42量
4.2 中鼻道領域のタウタンパク量
4.3 MMSE（Mini−Mental State Examination）の得点との相関
5 鼻粘膜サンプルを用いたADバイオマーカー測定の問題点
6 おわりに
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抗アミロイドβ凝集体抗体を用いたアルツハイマー病血液診断の試み
Attempt at Serum Diagnosis of Alzheimer’s Disease by ELISA Using Antibodies Against Amyloid β aggregates
血液を用いたアルツハイマー病の診断は陽電子放射型断層撮影（PET）診断や髄液検査と比較して格段に侵襲性の低い診断方法である。本稿では, アルツハイマー病の血液診断法についてのこれまでの報告とともに, 筆者らが進めているアミロイドβ凝集体に対する抗体を用いたenzyme−linked immunosorbent assay（ELISA）による血液診断法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 Aβ42凝集体に対する抗体
3 Aβ42凝集体に対する抗体を用いた血液診断
4 おわりに
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BIO INDUSTRY
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薬物代謝酵素発現酵母を用いた医薬品および食品成分の代謝予測
Prediction of Drug and Food Factor Metabolism Using Drug Metabolizing Enzymes Expressed in Yeast
近年, 医薬品や機能性食品開発における代謝研究の重要性が高まっている。我々は, ヒトや動物の薬物代謝酵素を酵母に導入した異種発現系を構築し, 代謝研究を一貫してサポートするサービスを提供している。本稿では, 近年の代謝研究の動向について述べるとともに, 酵母発現系を用いた代謝スクリーニングおよび代謝物調製例を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 薬物代謝研究の重要性
3 代謝研究の課題
4 酵母を用いた薬物代謝酵素発現系
5 薬物代謝酵素発現酵母を用いたin vitro代謝試験
6 薬物代謝酵素発現酵母を用いた代謝物調製
7 おわりに
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BIO R&D
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不均一なリグニン由来のフェノール類からのcis,cis−ムコン酸生産
cis,cis-Muconic Acid Production from Heterogeneous Lignin-derived Phenols
木本や草本などの非可食バイオマスの主要成分の一つであるリグニンは, 物理化学的・生物学的な分解によって不均一なフェノール類を生成するため, 特定の化合物を収率よく獲得することは容易ではない。本稿では, これら不均一なフェノール類から幅広いポリマーの合成原料へと展開できるcis,cis-ムコン酸を効率よく生産できる微生物株の作出について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 リグニンを原料としたccMAの生産
3 リグニンを炭素源としたccMAの生産
3.1 針葉樹リグニンを炭素源としたccMAの生産
3.2 広葉樹リグニンを炭素源としたccMAの生産
4 おわりに
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βヒドロキシ酪酸の抗うつ作用の発見
Novel Antidepressant Effects of β Hydroxybutyrate
βヒドロキシ酪酸は, 飢餓時に生体内で産生されるケトン体の一つであり, 近年, 炎症反応の中軸を担うインフラマソームの活性化機序に作用して, 非常にクリティカルな抗炎症作用を持つことが明らかになった。うつ病の病態には炎症が関与していることが示唆されており, βヒドロキシ酪酸が「抗炎症作用を介する新たなうつ病治療薬」となることが期待される。
【目次】
1 ヒドロキシ酪酸の抗炎症作用
2 うつ病の病態 ～従来のモノアミン仮説の疑問点～
3 うつ病と炎症
4 BHBのうつ病への適応と応用可能性
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自己耳介組織由来軟骨細胞を利用したインプラント型再生軟骨（再生医療等製品）の研究開発と, 口唇口蓋裂患者の唇裂鼻形成治療への応用
Research and Development of Implant−type Regenerated Cartilage（Regenerative Medicine Products）Utilizing Auto−auricular Tissue Derived Chondrocytes and its Application to Cleft Lip−nose Deformity Treatment for Patients with Cleft Lip And Palate
再生医療等製品の研究開発者として, 2005年11月から東京大学医学部附属病院で「軟骨・骨再生医療寄付講座」を開講することでアカデミアとの共同研究を実施してきた。企業治験の臨床適応目標9 名に対し, 2017年5月24日に目標企業治験対象の9人目の患者への適応が終わり, 現在, 企業治験の工程に従いモニタリング中である。
その経験の中, あくまでも私的な考え方ではあるが, 臨床で使用される再生医療等製品の開発に, 著者が実際に自己耳介組織由来軟骨細胞を利用したインプラント型再生軟骨（再生医療等製品）の研究開発を進めており現在も企業治験中という状況で, 皆様に報告できることは以下目次の3項目とさせて頂く。
本稿では, 開発の発想部分から企業治験での臨床適応完了までを中心に述べる。
【目次】
1 患者家族目線（研究発想）
2 研究者目線（基礎研究）
3 製品開発目線（安全性・安定性・標準化）⇒企業治験実施・臨床適応完了
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《BIO PRODUCTS》
アクリルアミド (Acrylamide）
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月刊バイオインダストリー 2019年8月号
￥4,860
加藤美砂子 お茶の水女子大学
今村壮輔 東京工業大学
田中 寛 東京工業大学
宮下英明 京都大学
齋藤 猛 花王(株)
瀧村 靖 花王(株)
松本光史 電源開発(株)
前田義昌 東京農工大学
田中 剛 東京農工大学
増田篤稔 玉川大学
神田英輝 名古屋大学
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【特集】藻類由来バイオ燃料
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微細藻類におけるトリアシルグリセロール生合成
Triacylglycerol Biosynthesis in Microalgae
微細藻類の生産するトリアシルグリセロール（TAG）はバイオディーゼルの原料となる。TAG はグリセロ脂質であり，グリセロール骨格に3 分子の脂肪酸が結合している。本稿では微細藻類におけるTAG の生合成系や細胞内でのTAG の集積場所である油滴について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 トリアシルグリセロールの代謝
2.1 脂肪酸の生合成
2.2 TAGの生合成
2.3 TAGの蓄積条件
2.4 油滴の発達
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オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株の作出：オイル生合成のチェックポイントキナーゼTOR の発見とその応用
Improvement of Oil Productivity in Microalgae
微細藻類を用いたオイル生産系の確立には，藻類のオイル生産能の向上が不可欠である。そのためには，オイル生合成制御の基本的な仕組みを理解し，遺伝子工学的手法にて藻類の形質を改変することが必須となる。本稿では，TOR キナーゼによる藻類オイル生産の制御機構と，その知見を活かして作出した，オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素代謝制御
3 TAG生産のON/OFFを決定づけるTORキナーゼ
4 TOR不活性化によるトリアシルグリセロールの蓄積
5 TAG生合成制御におけるTORの作用点
6 考察
7 今後の展望
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油脂蓄積微細藻類の分離・選抜戦略─好酸性緑藻株の分離を例に─
Strategies for the Isolation and Selection of Oil?accumulating Microalgae─ an Example of the Finding of a New Acidophilic Green Alga ─
野外開放型の微細藻類バイオマス生産に適した藻類の分離・選抜事例として，好酸性緑藻の分離・選抜について述べる。藻類バイオ燃料生産におけるコスト削減には，大量の藻類バイオマスを安価に安定供給可能な藻類バイオマス生産システムの構築が不可欠であり，天然からの油脂生産藻類の分離・選抜は，安定的なバイオマス生産や油脂生産性の向上に貢献することができる。
【目次】
1 はじめに
2 藻類燃料生産に用いる藻類選抜の重要性
3 藻類の分離戦略
4 好酸性単細胞緑藻の分離と選抜の実際
4.1 選抜条件の設定
4.2 採取場所の選定
4.3 微細類の採取と集積培養
4.4 分離
4.5 増殖速度による選抜
4.6 油脂蓄積の確認
4.7 増殖特性と油脂蓄積の詳細な評価
5 おわりに
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微細藻類による持続可能な油脂原料開発の取り組み
Deveploment of the Sustainable Algal Oil Production
主にパーム油・ヤシ油など植物系の油脂を原料に製品を生み出す油脂化学（オレオケミカル）分野において，持続可能な事業活動のために，社会課題に配慮した責任ある原料調達を目指すことは重要な取り組みとなる。本稿では，オレオケミカル原料としての藻類油脂開発において進めてきた，主に実装を見据えた藻類株の改変と培養検討の取り組みについて報告する。
【目次】
1 背景
2 オーストラリアにおける実規模培養の検証例
2.1 評価試験実施場所
2.2 培養株の選定およびオーストラリア国外株の利用
2.3 スケールアップ培養と実規模培養の実際
3 セルフクローニング技術による藻体株の開発
3.1 カルタヘナ法批准国における遺伝子改変株の位置づけ
3.2 ナンノクロロプシスの相同組換え技術
3.3 セルフクローニング株の開発の具体例：中鎖脂肪酸生産
3.4 屋外開放培養を想定したセルフクローニング株の生物多様性影響にかかる情報収集
4 今後の展望
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海洋微細藻類によるグリーンオイルの効率的生産技術の開発
Improved Production of Green-clean Oil with Marine Microalgae
本稿では，海洋から見出された珪藻を用いたバイオ燃料（グリーンオイル）生産技術について概説する。筆者らは，脂質高蓄積珪藻のソラリス株と，耐冷性脂質高蓄積珪藻ルナリス株を獲得し，両株の屋外における大量培養技術を確立した。これにより，春季から冬季に渡り通年のグリーンオイル生産が可能であることを実証した。また，遺伝子組み換え技術を用いて，グリーンオイル生産性の向上が可能であることを示した。これらの技術を駆使することにより，グリーンオイル生産の社会実装化を目指している。
【目次】
1 はじめに
2 微細藻類を用いたグリーンオイル生産一貫プロセス設計
2.1 脂質高蓄積微細藻類のスクリーニング
2.2 通年グリーンオイル生産に向けた耐冷性脂質蓄積珪藻の獲得
2.3 低エネルギーで駆動する大型培養装置によるグリーンオイルの通年生産
3 遺伝子組み換え微細藻類の創生による生産性の向上戦略
3.1 グリセロール資化能の付与
3.2 脂質合成に必要なNADPH生産能の強化
3.3 効率的な細胞回収に向けた細胞凝集性の付与
3.4 屋外培養における遺伝子組み換え生物の利用・制御
4 おわりに
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微細藻類の大量培養システム開発における受光量の解析方法
Analysis of Received Light Quantity in Mass Culture System of Microalgae
微細藻類は，培養条件により他の植物には無い光合成能力を持っている。このため，基礎研究からバイオマスエネルギー利用研究まで行われている。また，食品添加剤や化粧品などにも産業利用がなされている。産業化を行うためには，低コストで安定的な生産技術が求めらる。低コスト生産における，大量培養システム開発と受光量解析などの解説と留意点を述べる。
【目次】
1 はじめに
2 微細藻類培養装置開発に関する基礎的知見
2.1 培養槽における環境制御項目
2.2 光環境
2.3 溶存ガス環境
3 設計における環境因子の定量方法
3.1 培養槽外郭周辺の光環境設計計算
3.2 培養槽内の光環境計測と培養器形状
3.3 培養内におけるガス挙動
4 実用プラントにおける餌料用微細藻類培養システム開発
4.1 培養槽条件と設計と性能
4.2 実用プラントシステム
5 屋外培養についての留意点
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液化ジメチルエーテルによる湿潤微細藻類からの油脂の直接抽出
Direct Extraction of Lipid from Wet Microalgae by Using Liquefied Dimethylether
近年，光合成による油脂生産能力が高等植物の数十倍とも数百倍とも言われる微細藻類が，新たなバイオ燃料源として注目されている。しかし，微細藻類は水生植物であるので収穫時の水分が多く，油脂を抽出する前に，膨大なエネルギーを消費する乾燥処理が避けられない問題がある。本稿では，筆者が世界に先駆けて研究を進めてきた，乾燥処理が不要な油脂抽出技術について解説する。
【目次】
1 微細藻類からバイオ燃料への変換の問題点
2 微細藻類からの油脂抽出
3 液化DMEを用いた油脂抽出プロセス
4 液化DMEによる油脂抽出の例
5 ダーバン工科大学との共同研究による取り組み
6 さいごに
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BIO BUSINESS
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ジェネリック医薬品市場
Generic Drug Market
【目次】
1 市場概要
2 国内の市場および研究開発の動向
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再生医療産業
Industry of Regenerative Medicine
【目次】
1 はじめに
2 関連制度と体制
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《BIO PRODUCTS》
L-カルニチン(L-Carnitine)
オレイン酸アミド(Oleic amide)
2-メチルテトラヒドロフラン(2-Methyltetrahydrofuran)