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月刊バイオインダストリー定期購読

￥60,500

月刊バイオインダストリー 2024年11月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

三宅　淳　大阪大学；逢甲大学
呉　石乙　逢甲大学
田中伸和　広島大学
金井雅武　東京農業大学
星　理絵　基礎生物学研究所
重信秀治　基礎生物学研究所
野崎友成　基礎生物学研究所
小林裕樹　東京農業大学
石井大輔　東京農業大学
真野昌二　基礎生物学研究所
棟安実治　関西大学
内田啓一　松本歯科大学病院

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BIO ENERGY

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水素を作り出す細菌の機能と実用

【目次】
1　はじめに
2　エネルギー変換と水素発生
2.1　バイオ水素
2.2　酵素反応による水素発生
2.3　光合成細菌と光合成反応の物理的基礎
3　水素製造のためのリアクター
3.1　嫌気性醗酵用リアクター
3.2　有機性廃水処理との組み合わせとアジア諸国での可能性
3.3　バイオ水素の現在地
4　光合成細菌の光エネルギー変換
4.1　太陽光の変動と水素発生
4.2　各種再生可能エネルギーとの組み合わせ（RESUP）
5　議論：エネルギーシステムの未来予測
5.1　エネルギー革命に対する社会と人間の受容
5.2　大規模なエネルギーシステムの変更には時間がかかること
5.3　再生可能エネルギーの実用化の要は，エントロピーの制御である
5.4　ソフトエナジーパスから考える未来のエネルギーシステム（大規模，小規模）
5.5　政府の新成長戦略から見られる地域エネルギーとの関係
6　まとめ

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BIO R&D

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植物培養細胞で生産される新奇なメラニンとその機能

【目次】
1　メラニンとは
2　メラニンの分布，種類と生合成
3　植物培養細胞とメラニン
4　BY2－メラニンの発見
4.1　タバコ培養細胞BY－2の黒褐色物質
4.2　BY－2細胞から得られた黒褐色物質の物理化学的性状
4.3　BY－2細胞から得られた黒褐色物質のスペクトル解析
4.4　BY－2細胞から得られた新奇植物メラニン－BY2－メラニン
5　BY2－メラニンの生物活性
5.1　UV保護効果
5.2　抗酸化作用
6　今後の展望

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昆虫病原糸状菌を利用した害虫防除の概要とホウ酸耐性を持つ新たな株の利用可能性
A Review of the use of Entomopathogenic Fungi to Control Pests and the Potential use of a Unique Strain with Resistance to Boric Acid

【目次】
1　はじめに
2　主な昆虫病原性細菌および真菌の種類
3　昆虫病原性真菌の利点
4　昆虫病原性真菌の欠点
5　昆虫病原性真菌と化学農薬の併用
6　天然の殺虫剤であるホウ酸の利用
7　ホウ酸耐性能を持つ昆虫病原性真菌の分離
8　おわりに

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深層学習を用いた歯科パノラマX 線写真からの動脈硬化検出
Atherosclerosis Detection from Dental Panoramic Radiographs using Deep Learning

【目次】
1　はじめに
2　深層学習を用いた検出手法
2.1　物体検出器を用いた手法
2.2　セマンティックセグメンテーションを用いた手法
2.3　セグメンテーションと識別器を併用した手法
3　敵対的摂動を用いた少量データへの対応
4　おわりに

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BIO BUSINESS

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二糖類／オリゴ糖の機能と市場

【目次】
1　マルトオリゴ糖
2　イソマルトオリゴ糖
3　シクロデキストリン
4　トレハロース

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食品業界のトレンド

【目次】
1 食品業界の動向
2 食品トレンド
2.1　レディトゥイート食品市場の拡大
2.2　食品ロス低減の促進
2.3　代替食品（大豆ミート，植物性ミルク，代替卵）市場の拡大
2.4　完全栄養食の普及
2.5　冷凍食品自販機需要の拡大
2.6　加工食品の低塩分化
3 食中毒の傾向
3.1　食中毒発生の現状
3.2　発生数の多い食中毒の原因

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BIO PRODUCTS

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プロテアーゼ（Protease）
リグニンスルホン酸（Liginin sulphonic acid）
ヒドロキシプロピルセルロース（Hydroxypropyl cellulose）

月刊バイオインダストリー 2024年10月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

蓮沼誠久　神戸大学
石岡和佳奈　東京農工大学
二瓶賢一　宇都宮大学;東京農工大学
徳元俊伸　静岡大学
長谷川達也　味の素㈱
長尾健児　味の素㈱
日比壮信　花王㈱

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BIO R&D

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ppGppに着目した細胞増殖制御による光合成的芳香族生産
Photosynthetic Production of Aromatic Compounds Using Cell Division Control Technology Focusing on ppGpp

【目次】
1　はじめに
2　光合成微生物による有用物質生産
3　ラン藻の光合成的物質生産能力の強化に向けて
4　ppGppによるラン藻の代謝制御と物質生産への応用

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水に溶けやすいチロシナーゼ阻害剤の開発
Development of Water‒soluble Tyrosinase Inhibitors

【目次】
1　チロシナーゼについて
2　チロシナーゼ活性の阻害
3　チロシナーゼ阻害剤の分類
4　水に溶けやすいチロシナーゼ阻害剤の設計
5　合成計画
6　炭素数6以下のスペーサーを有する中間体の合成
7　グリコシル化および短いスペーサーを有する配糖体の合成
8　短いスペーサーを有する配糖体のチロシナーゼ阻害活性
9　炭素数10以上の長いスペーサーを有する中間体の合成
10　グリコシル化および長いスペーサーを有する配糖体の合成
11　長いスペーサーを有する配糖体のチロシナーゼ阻害活性
12　まとめ

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海藻由来の新規排卵阻害物質
Novel Ovulation Inhibiting Compound Derived from Seaweed

【目次】
1　ステロイドホルモンのノンゲノミック反応
2　プロゲステロン膜受容体mPRの発見
3　mPR反応性物質のスクリーニング系の開発
4　モーリシャスサンゴ礁海水中からのmPR反応性物質の検出
5　mPR反応性物質の化学構造の決定

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カプシノイドの褐色脂肪活性化作用とヒトでのエネルギー代謝に対する効果

【目次】
1　はじめに
2　カプサイシンとカプシノイド
3　カプシノイドの作用メカニズムと安全性
4　カプシノイド摂取によるBATを介したエネルギー消費の上昇効果
5　カプシノイドの継続摂取によるBAT誘導効果
6　カプシノイド摂取の身体機能に対する効果
7　まとめ

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茶カテキンの褐色脂肪活性化作用

【目次】
1　はじめに
2　茶に含まれるカテキン類とその生理的効果
3　茶カテキンによる褐色脂肪活性化
4　臨床研究における茶カテキンによる褐色脂肪活性化効果

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BIO BUSINESS

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機能性糖質・糖類の開発動向

【目次】
1　希少糖の研究開発動向
2　オリゴ糖の機能性研究開発の動向

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日持ち向上効果を強化する容器・包装

【目次】
1　概要
2　日持ちを向上させる包装技術
2. 1　ガスバリアフィルム
2. 2　アクティブバリア包装
2. 3　レトルトパウチ包装
2. 4　無菌充填・無菌化充填包装
2. 5　真空包装・ガス置換包装
3　メーカー／製品動向
3. 1　ガスバリアフィルム
3. 2　アクティブバリア包装
3. 3　レトルトパウチ包装
3. 4　無菌充填・無菌化充填包装

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BIO PRODUCTS

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パラチノース（Palatinose）
フィチン酸（Phytic acid）
セバシン酸（Sebacic acid）

月刊バイオインダストリー 2024年9月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

白木琢磨　近畿大学
岡　卓也　京都産業大学
田守義和　神戸大学
二連木晋輔　オハイオ州立大学

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BIO R&D

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新規蛋白質立体構造可視化技術によるアロステリック創薬
Analysis of Allosteric Drugs Using SKY Plot

【目次】
1　はじめに
2　アロステリー温故知新
3　人生の転機は発想の転機
4　これからのアロステリック創薬

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高齢者の健康管理のための尿検査技術の開発
Development of Urinary Inspection for Health Management of Older Adults

【目次】
1　はじめに
2　うつ・不安症の尿検査技術
2. 1　うつ・不安症の診断方法
2. 2　うつ・不安症の揮発性有機化合物（VOC）マーカー
3　サルコペニアの尿検査技術
3. 1　サルコペニアの診断方法
3. 2　サルコペニアのVOC マーカー
4　まとめ

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褐色脂肪細胞の脂肪滴形態を制御するメカニズムとオートファジー

【目次】
1　脂肪細胞の脂肪滴形態と機能
2　Cide ファミリーの同定と各発現臓器における機能
3　白色脂肪細胞の単房性脂肪滴形成を担うFSP27
4　FSP27βの同定と褐色脂肪細胞の多房性脂肪滴形成への役割
5　ヒトの疾患とCide ファミリー
6　脂肪細胞の脂肪滴形態を制御するFSP27 とオートファジー
7　今後の展望

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褐色脂肪組織の加齢変化と運動

【目次】
1　加齢によるBAT の白色化
2　加齢によるBAT の熱産生機能の低下
2. 1　加齢によるBAT の交感神経系の変化
2. 2　加齢によるUCP1 発現の減少
2. 3　加齢によるミトコンドリアのβ酸化の減少させる
3　齢によるBAT の内分泌機能への影響
4　運動によるBAT の再活性化の可能性
5　結論

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BIO BUSINESS

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陸上養殖の自動化技術

【目次】
1　陸上養殖の計測技術
2　自動給餌システム
3　水処理（換水・固形物除去・清掃，DO センサー，水質管理，循環水・ろ過）システム

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次世代の養殖システム

【目次】
1　アクアポニックス
1. 1　概要
1. 2　国内の参入企業
1. 2. 1　アクポニ
1. 2. 2　プラントフォーム
1. 2. 3　アクアポニックスデザインラボ
2　新規立地の養殖事業
2. 1　消費地立地型の完全閉鎖循環型陸上養殖システム
2. 2　駅舎を利用した陸上養殖システム
2. 3　耕作放棄地を活用した陸上養殖システム

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単糖類の市場動向

【目次】
1　概要
2　グルコース
3　フルクトース
4　ガラクトース
5　マンノース
6　D−リボース
7　L−アラビノース
8　キシロース
9　希少糖

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BIO PRODUCTS

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加水分解シルク（Hydrolyzed Silk）
水溶性アナトー（Annatto water soluble）
トコトリエノール（Tocotrienol）

月刊バイオインダストリー 2024年8月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

竹村　裕　　　東京理科大学
田﨑正行　　　新潟大学
若林　斉　　　北海道大学
津田孝範　　　中部大学

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BIO R&D

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足裏から健康診断:あなたの足裏は健康ですか?
～糖尿病神経障害の早期スクリーニングを目指して～
Health Assessment from Sole of Feet:Towards Early Screening for Diabetic Neuropathy

【目次】
1　はじめに
2　糖尿病神経障害と足裏の関連性
3　硬さの異なる床を利用した足裏の柔らかさの推定
4　足裏画像から糖尿病神経障害の識別
4. 1　被験者実験
4. 2　各被験者群の面積変化率の平均値
4. 3　足裏画像から糖尿病神経障害の重症度の推定
5　複数方向LED照射型足裏スキャナ
6　おわりに

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より正確に拒絶反応を予測できる腎移植検査法
-ABO血液型不適合腎移植における新規抗A/B抗体価測定法-
Novel Method to Measure AntiA/B Antibody Titers for ABO Incompatible Kidney Transplantation More Accurately Predict Rejection Reactions

【目次】
1　抗体価測定法
2　新規抗体価測定法(CD31-ABOアレイ)
2. 1　CD31-ABOアレイの作成
2. 2　抗A/B抗体の測定
2. 3　赤血球凝集反応とCD31-ABOアレイの比較
2. 4　ABO不適合腎移植におけるAABMRの予測
3　考察

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褐色脂肪組織と骨格筋の機能協調による体温調節

【目次】
1　寒冷環境における自律性体温調節反応
2　BAT活性の集団差,個人差,個人内変動
3　BATと骨格筋によるCITの相互関係
3. 1　NSTに対するBATと骨格筋の貢献
3. 2　 BATによるNSTと骨格筋によるSTの相互補完関係
4　体温調節応答における代謝系と循環系のシステム連関の可能性


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ミツバチ産品プロポリスによる肥満・糖尿病予防と褐色脂肪細胞化の誘導

【目次】

1　はじめに
2　プロポリスの定義と起源植物
3　プロポリスと肥満・糖尿病予防
4　ブラジル産グリーンプロポリスの成分と脂肪細胞機能
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤,防虫剤,忌避剤,木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ,身近な日常品から医療・衛生用品,工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では,抗菌加工製品の市場規模はすでに1 兆円
を超えている。特に2020 年の新型コロナウイルス蔓延以降は,抗ウイルス作用に注目が集まり,非常に速いスピードでの市場が成長し続けている。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

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ビタミン様物質の市場動向

【目次】
1　はじめに
2　ルチン(Rutin)
3　ヘスペリジン(hesperidin)
4　ケルセチン(Quercetin)
5　キャベジン
6　イノシトール(Inositol)

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高甘味度甘味料の市場動向

【目次】
1　アセスルファムK(アセスルファムカリウム)
2　アスパルテーム
3　アドバンテーム
4　スクラロース
5　ネオテーム
6　ステビア抽出物

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BIO PRODUCTS

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コハク酸(Succinic acid)
コラーゲン(Collagen)
ソルビトール(Sorbitol)

月刊バイオインダストリー 2024年7月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

小室信喜　千葉大学
廣瀬亮平　京都府立医科大学
濱　洋一郎　佐賀大学
光武　進　佐賀大学
成澤直規　日本大学
浅川牧夫　熊本大学
山元　想　福島県立医科大学
本間美和子　福島県立医科大学
豊田　淳　茨城大学；東京農工大学

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BIO R&D

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非接触環境センシングによる心の状態予測技術
～室内における心的状態推定技術と位置推定技術～
Prediction Technology of Mental State by Noncontact Environmental SensingMental State Estimation and Indoor Location Estimation

【目次】
1　はじめに
2　心の状態推定技術に関する研究事例
2. 1　心の状態推定技術
2. 2　心の状態推定技術の応用例
2. 3　環境と心の状態との関係
2. 4　屋内位置推定技術
3　非接触センシングによる心の状態推定技術
3. 1　 非接触センシングによる心の状態推定システム構成
3. 2　センサノード
3. 3　センサによる環境測定
3. 4　モデル構築
3. 5　位置推定部
4　結果
4. 1　心的状態推定
4. 2　位置推定精度
5　考察
6　おわりに

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大腸内視鏡検査の侵襲性低減を目的とした新規潤滑剤
Novel Lubricant for Less Invasive Colonoscopy

【目次】
1　はじめに
2　研究の背景と目的
3　動摩擦係数測定モデルの構築
4　研究の主な結果と考察
4. 1　 大腸粘膜と内視鏡シャフト間の動摩擦係数と潤滑剤粘度の関係
4. 2　 大腸内視鏡挿入時の動摩擦係数と大腸粘膜への負荷の関係
5　従来の潤滑剤との比較
6　おわりに

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海苔を食べると健康に痩せる？？
― 海苔に含まれる甘味物質とその機能性 ―

【目次】
1　はじめに
2　海苔に含まれる主な糖質
3　海苔に含まれるフロリドシド類
4　（a）イソフロリドシドの甘味特性
5　（b）口腔内う蝕原因菌によるイソフロリドシドの利用
6　（c）甘味受容体とイソフロリドシドの相互作用
7　おわりに

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癌予後マーカーの開発と⾼感度化へ資する独自抗体について
Development of A Prognostic Cancer Marker and Monoclonal Antibodies that Contribute to Higher Sensitivity

【目次】

1　 CK2；Casein kinase 2；CSNK2A1の概要
2　新規予後マーカーの発見
3　抗CK2α抗体の作製と品質評価
4　CK2 をターゲットとする臨床治験：悪性腫瘍に対する癌予後マーカーの開発
5　今後の展開

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心理社会的ストレスモデルマウスを用いたうつ病発症に関わるバイオマーカーの探索
Discovery of DepressionRelated Biomarkers using Psychosocial Stress Model Mice

【目次】
1　はじめに
2　うつ病モデル動物とは
3　sCSDSモデルマウスは非定型うつ病モデルか？　未病モデルか？
4　バイオマーカー探索のための実験動物飼料の選択について
5　sCSDSモデルマウスによるバイオマーカー探索
6　おわりに

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BIO BUSINESS

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化粧品工業

　2022 年の化粧品の出荷実績は出荷個数27 億8,744 万個（前年比110.4％），出荷金額1 兆2,654 億円（前年比93.5％）となり，コロナ禍後の需要は3 年振りに増えた。新型コロナウイルス感染症による行動制限が2022 年以降徐々に緩和され，2023 年5 月から
第5 類に移行されたことにより，外出の機会がさらに増えるとともにマスクの着用も任意となったため，各種化粧品の需要が伸びる要因となっている。海外に目を向けると，ヨーロッパでは化粧品に対する環境規制が厳格化，持続可能な開発目標（SDGs）に対する消費者意識の高まりを踏まえた対応が日本メーカーに求められている。また東アジア市場では韓国・中国の化粧品メーカーが台頭し，国際競争が激化している。国内市場の回復に向け消費者へのアピールと海外市場でのビジネス戦略など日本の化粧品メーカーの課題は多い。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日本メーカーの技術開発

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香料工業

　2022 年の国内生産量は前年比100.1％の6 万4,383 トンとほぼ横ばいであった。生産金額は前年比106.1％の1,992 億6,600 万円となり，前年を上回った。香料には大きく分けて食品香料（フレーバー）と香粧品香料（フレグランス）があり，海外では同程度の市
場を持っているが，国内ではおよそ7：1 で食品香料市場の方が大きい。2021 年の世界の香料売上高は，約300 億ドル（3.3 兆円）と推定される。これはドルベースであり，現地通貨ベースでも増加している。特に中国，東南アジア市場の成長が大きい。香料は極め
て嗜好性，快楽性の強い製品であるため，地域の気候，文化による差が大きく，それに対応した開発能力が求められている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　安全問題への対応
4　メーカー動向
5　製品開発動向

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BIO PRODUCTS

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シクロデキストリン（Cyclodextrin）
カラギーナン（Carrageenan）
クエン酸（Citric acid）

月刊バイオインダストリー 2024年6月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

横上聖貴　宮崎大学
竹島秀雄　宮崎大学
作田庄平　帝京大学
古川智宏　（国研）農業・食品産業技術総合研究機構

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BIO R&D

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悪性髄膜腫に増殖抑制，細胞老化ならびに人為的石灰化をもたらす新規治療法の開発
New Target Therapy Induced Senescence and Calcification in Malignant Meningioma

【目次】
1　はじめに
2　髄膜腫長期培養方法の確立
3　BMPシグナルと骨形成
4　BMPシグナルを抑制すると髄膜腫の増殖が抑制される。
5　GREM2の発現が高いと腫瘍の増殖能力は低下し，細胞老化をもたらす。
6　BMPシグナルの抑制はキヌレニン産生からセロトニン産生へトリプトファン代謝をシフトさせ，酸化的リン酸化にかかわる酵素発現を減少させる。
7　おわりに

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カビ毒の生産メカニズムを探る
Study on the Mechanisms of Mycotoxin Production

【目次】
1　食品，飼料のカビ毒汚染
2　アフラトキシン（AF）とデオキシニバレノール（DON）
3　カビ毒の生産メカニズム
4　カビ毒の生産を選択的に阻害する物質
5　カビ毒の生産阻害物質の作用機構
6　カビ毒の生産調節メカニズム

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BIO BUSINESS

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芳香・消臭・脱臭剤工業

　2022 年度の芳香・消臭・脱臭剤市場は約900 億円規模となった。消費者の価値観やニーズの多様化に対応し，2022 年も各社から様々な新商品が上市され，市場は活況を呈した。特定の悪臭の消臭に特化した機能や，よりナチュラルな香りを追求した商品が多く
見られた。また，スプレー，ジェル，液体，スティックなど様々な形態の商品が発売され，消費者の選択肢が広がった。とりわけ女性をメインターゲットにした，インテリア性が高く，高単価な室内用スティックタイプの芳香・消臭剤が好調を博した。また，ウイルスや雑菌から守る効果や，雑菌やカビの繁殖を抑える効果など，除菌機能や介護用途を想定した商品の需要が高まっている。今後もさらなる付加価値商品の開発・投入が進むとみられる。

【目次】
1　概要
2　種類・素材など
3　市場動向
4　主な企業動向

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食品添加物工業

　高齢化や人口減少が進むわが国において，食品添加物市場は成熟化が進んでおり，近年横ばいに推移している。健康志向の高まり，高齢者や共働きの増加，日本食ブーム，インバウンド需要，アルコール離れ，災害用備蓄などの時勢の変化に対応した商品群は市場を拡大しており，これらに関連する食品添加物の需要は堅調に推移している。食品添加物公定書第9 版に収載されている食品添加物は，2023 年6 月，指定添加物474 品目，既存添加物357 品目，天然香料612 品目が指定されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向

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スマート水産業・漁業の動向

【目次】
1　概要
2　スマート水産業へ向けた取り組み
2. 1　水中ドローンシステム
2. 2　販売管理・水産加工販売管理システム
2. 3　養殖関連システム
2. 4　操業支援・漁労システム
3　スマート水産業のIT参入企業
3. 1　株式会社NTTドコモ
3. 2　KDDI株式会社
3. 3　NEC（日本電気株式会社）
3. 4　ウミトロン株式会社
3. 5　株式会社オプティム
3. 6　アンデックス株式会社

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脂溶性ビタミン

【目次】
1　ビタミンA（Vitamin A），ビタミンＡ誘導体（レチノイド）
2　ビタミンD
3　ビタミンE
4　ビタミンK（Vitamin K）

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BIO PRODUCTS

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エイコサペンタエン酸（Eicosapentaenoic acid；EPA）
ゴマペプチド（Sesame peptide）
コエンザイムQ10（Coenzyme Q10）

月刊バイオインダストリー 2024年5月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

内野　正　国立医薬品食品衛生研究所
小倉有紀　(株)資生堂
畠中内子　(株)ジャパン・ティッシュエンジニアリング
藤原佐知子　(株)ジャパン・ティッシュエンジニアリング
三竹博道　(株)ジャパン・ティッシュエンジニアリング
段　中瑞　日光ケミカルズ(株)
加藤玲子　国立医薬品食品衛生研究所
宮島敦子　国立医薬品食品衛生研究所
久間將義　東洋ビューティ(株)
森山博由　近畿大学

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【特集】3次元培養ヒト皮膚モデルの評価法

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特集にあたって
Introduction

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三次元培養ヒト皮膚モデルを用いた評価法
Evaluation Method Using a 3D Cultured Human Skin Model

【目次】
1　はじめに
2　実験方法
2. 1　試薬調製
2. 2　試験操作
3　結果

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ヒト3次元培養表皮LabCyte EPI-MODEL

　(株)ジャパン・ティッシュエンジニアリング(以下,J-TEC)は1999年に再生医療の産業化を目指して活動を開始してから,これまでに日本国内で5つの再生医療等製品,自家培養表皮「ジェイス（R）」,自家培養軟骨「ジャック（R）」,メラノサイト含有自家培養表皮「ジャスミン」,自家培養角膜上皮「ネピック（R）」,自家培養口腔粘膜上皮「オキュラル（R）」,の開発・製造・販売を行ってきた。ジェイス（R） は,米国H.Greenらの報告にある3T3細胞と由来を同じくする細胞を使用してJ-TECで開発された自家培養表皮であり,2007年に日本初の再生医療製品として製造承認を取得して以降,自社での製造販売を行っている。J-TECではこうした再生医療等製品の開発で培った高度な培養技術を応用して,ヒト培養組織「LabCyteシリーズ」を開発した。現在,LabCyteシリーズは大きく分けて,ヒト3次元培養表皮LabCyte EPI-MODELとヒト3次元培養角膜上皮LabCyte CORNEA-MODELを展開している。いずれも研究用途や動物実験代替材料として,幅広く利用されている。本稿ではヒト3次元培養表皮LabCyte EPI-MODELの詳細を紹介したい。

【目次】
1　3次元培養表皮とは
2　3次元培養表皮の製造方法
3　3次元培養表皮モデルにおける表皮マーカータンパク質発現と組織構造
4　3次元培養表皮モデルの皮膚バリア機能形成:LabCyte EPI-MODELとLabCyte EPI-MODEL 6D
5　LabCyte EPI-MODELの皮膚安全性試験および皮膚研究への活用

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中国人ドナー由来の3D皮膚モデルの皮膚安全性・有効性評価への応用
Application of a Chinese Donor-derived 3D Reconstructed Skin Model in Evaluation of Skin Safety and Efficacy

【目次】
1　はじめに
2　皮膚安全性評価における3D表皮モデルEpiKutisの応用
2. 1　皮膚刺激試験代替法
2. 2　光毒性試験と遺伝毒性試験の代替法の開発
3　有効性評価における3D皮膚モデルの応用
3. 1　3D表皮モデルEpiKutisを用いた有効性評価
3. 2　3D黒化モデルMelaKutisを用いた有効性の評価
3. 3　3D全層モデルFulKutisを用いた有効性の評価
4　おわりに

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医療機器の生物学的安全性評価における3次元培養ヒト皮膚モデルを用いた皮膚刺激性及び皮膚感作性評価

【目次】
1　はじめに
2　医療機器の生物学的安全性評価について
2. 1　医療機器の生物学的安全性評価の特徴
2. 2　医療機器の抽出液による評価
3　刺激性試験
3. 1　医療機器の刺激性試験
3. 2　動物を利用した刺激性試験
3. 3　in vitro皮膚刺激性試験(再構築ヒト表皮(RhE)試験法)
3. 4　 国際ラウンドロビン研究(RRS)とISO 10993-23
3. 5　 国内ガイダンスと国産製品のキャッチアップ・バリデーション
4　感作性試験
4. 1　医療機器の感作試験
4. 2　化学物質の感作性評価におけるin vitro試験法
4. 3　医療機器の感作性評価に向けたin vitro試験法
4. 4　RhEモデルを用いたin vitro試験法の医療機器の評価に向けた改変と標準化
5　課題と今後の展望

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3次元培養皮膚モデルを用いたメラニン産生抑制剤評価法

【目次】
1　技術背景
2　評価法の特徴
3　実験方法
3. 1　ケラチノサイトとメラノサイトの共培養系における3次元培養皮膚モデルの作製
3. 2　培養方法
3. 3　試験サンプル塗布方法
3. 4　観察方法
3. 5　メラニン定量
3. 6　細胞毒性試験
3. 7　チロシナーゼ阻害活性

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コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた3次元培養ヒト皮膚モデルの美白研究への応用
An Application of Three-Dimensional Cultured Human Skin Model Using the Collagen Vitrigel Film for Skin Whitening Research

　美白を含むヒト肌の研究では,ヒト皮膚の構造を細胞・組織層・受容器などの集合体(臓器)として捉え,適格な切り口の解析がなされることが重要である。しかしながら,殆どの基礎・応用・実用化研究開発の現場では,採取したヒト皮膚臓器による効果的な研究展開は難しい。そのため,ヒト皮膚臓器内の各種機能の解析に見合った人工的立体モデル:3次元培養ヒト皮膚モデル技術の確立と汎用的な利用が嘱望されている。これまでにも,研究開発の必要目的に応じた理想的な3 次元モデル系作成の試みがなされており,用途によっては及第に達しているものもある。しかしながら,より研究開発の精度を求めるには,3次元モデルの設計や技術の進展に更なる洗練が必要であることは否めない。本稿では,美白研究に供するための3次元培養ヒト皮膚モデルの構築について,基礎研究ベースの成果から得た知見からその設計要素等を整理したうえ,美白研究に応用可能と思しきヒト初代皮膚構成細胞種を用いたヒト皮膚三次元モデル作製法の試みを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　研究評価系に適切な3次元培養ヒト皮膚モデルの構成の考察
3　細胞種の選択
4　細胞の位置・配置と組織(層)間の連絡
5　人工真皮層の作製法の考察
6　ヒト初代皮膚構成細胞の特性を利用した美白研究開発に有用なヒト皮膚三次元モデル開発
7　おわりに

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BIO BUSINESS

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産業用酵素工業

　産業用酵素は食品,洗剤,医薬,試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが,2022年の世界市場は推計で8,000億円と推計される。さらに2025年には1兆円を超え,年6.5%の成長が予測されている。このような市場環境の中,わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO酵素が,環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では,エコロジー,エネルギー,ファインケミカル,食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され,洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

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飼料・飼料添加物工業

　飼料の需要量は,飼養頭数に大きく左右される。畜産は飼養者の高齢化などによる廃業が進み,一戸あたりの飼養頭数は増加傾向にあるが,全体としては徐々に減少が続いている。配合飼料は,主原料であるトウモロコシが2022年度,米国産は減少,ブラジル産が増加した。また,飼養頭数の増加による労働力不足と利便性により,円安などによる高騰にもかかわらず,輸入飼料原料に頼る傾向にある。畜産などの成長促進に不可欠な添加物の重要性は高まり,とくに飼料用アミノ酸は,動物の排泄物による汚染解決に貢献する添加物として市場が拡大している。また,安全な国産飼料供給のためエコフィード(食品循環資源利用飼料)認証制度により飼料自給率の上昇を期待されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　飼料原料の動向
4　飼料添加物の動向
5　飼料会社の動向

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BIO PRODUCTS

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アミノエチルエタノールアミン(N-Aminoethyl ethanolamine)

アラキドン酸(Arachidonic acid)
4. 8　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートの鉄筋腐食ひび割れの進展抑制効果
5　ブルーカーボン固定したコンクリートの社会実装計画
5. 1　 材料調達・製品製造段階における炭素排出量の評価
5. 2　生物起源特性を考慮した炭素排出量の評価
5. 3　 ブルーカーボン・インフラの施設構想・設計提案 ～地域に根ざす海洋生物殻資源の再生拠点の提案～
6　まとめ

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BIO PRODUCTS

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アシル化ペプチド(Acyl peptide)
アゼライン酸(Azelaic acid)

月刊バイオインダストリー 2024年4月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

小磯博昭　三栄源エフ・エフ・アイ(株)
早川夕紀子　(株)第一化成
森川瑶子　三菱商事ライフサイエンス(株)
武村翔太　旭化成(株)
大園直樹　オリエンタル酵母工業(株)
市川　優　ミヨシ油脂(株)
上杉謙吾　(株)ウエノフードテクノ
田村雅紀　工学院大学
細田夏花　工学院大学
井口菊乃　工学院大学

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【特集】日持ち向上剤の最新技術

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食品添加物による食品の腐敗防止
Prevention of Food Spoilage by Food Additives

【目次】
1　次亜塩素酸ナトリウム・次亜塩素酸水
2　エタノール
3　有機酸
4　グリシン
5　ナイシン
6　リゾチーム
7　ε-ポリリジン
8　グリセリン脂肪酸エステル
9　重合リン酸塩
10　併用効果
10. 1　グリシンと酢酸ナトリウム
10. 2　ナイシンとの併用
10. 3　リゾチームとショ糖脂肪酸エステル
10. 4　リゾチームと食品素材の併用
11　殺菌効率の向上

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ベジミート用日持ち向上剤「e-GIMAX」
Preservative for Plantbased Meat「eGIMAX」

【目次】
1　背景
2　プラントベースミートの風味の課題
3　プラントベースミートの微生物的課題
4　プラントベースミートと相性のよい日持ち向上剤の開発
5　e-GIMAX添加プラントベースミートの風味
6　e-GIMAXの抗菌効果
7　おわりに

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糖アルコールによる保存性向上
Improving Long Life Shelf with Polyols

【目次】
1　はじめに
2　糖アルコールとは
3　糖アルコールによる食品の品質低下(色調,味質,食感,微生物)抑制効果
3. 1　ハンバーグの硬さと味質
3. 2　糖アルコールの水分活性
3. 3　腐敗原因菌の糖アルコール資化性
3. 4　PO-500の静菌効果
4　糖アルコールと静菌素材の併用効果
4. 1　 卵白リゾチーム,チアミンラウリル硫酸塩との併用
4. 2　 エタノールと糖アルコールの併用による殺菌効果
4. 3　 グリシン,酢酸ナトリウムとの併用による味質調整効果
5　おわりに

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結晶セルロース製品「セオラスTM」について

【目次】
1　はじめに
2　粉体グレードについて
3　コロイダルグレードについて
4　おわりに

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茹で緑色野菜用日持向上剤　フレッシュロン・もえぎ
Shelf Life Improver for Boiled Green Vegetables 「Freshlon・Moegi」

【目次】
1　はじめに
2　クロロフィルについて
3　緑色野菜の退色要因について
4　「フレッシュロン・もえぎ」の開発
5　「フレッシュロン・もえぎ」の緑色退色抑制効果について
6　「フレッシュロン・もえぎ」の日持ち向上効果について
7　「フレッシュロン・もえぎ」を使用した効果について
8　「フレッシュロン・もえぎ」の活用方法
9　おわりに

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粉末油脂を活用した食品の食感維持による日持ち向上
Improving the Shelf Life of Foods by Maintaining their Texture Using Powdered Oils

　粉末油脂とは,直径約1μmの微細な油滴が水溶性の賦形剤でカプセル化された油脂製品である。水に容易に溶け,食品中へ細かい油滴が分散するため,油脂やほかの機能性物質などがより効率的・効果的に作用する。本稿では惣菜の食感維持による日持ち向上に効果的な粉末油脂製品を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ミヨシのSDFOODs
3　粉末油脂とは
4　惣菜への応用例
5　新製品「エレメント215」の紹介

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粉末化醸造酢の日持ち効果
Improving Food Shelf Life of Vinegar Powder

　醸造酢を主剤とした,日持ち向上効果のある食品素材(液体・粉末)がクリーンラベル食品を対象として,近年,各メーカーより商品化されてきている。本稿では,醸造酢を粉末化,また,それに付加価値をもたらした粉末醸造酢製剤の日持ち向上効果について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　粉末醸造酢の製造方法
3　粉末醸造酢の抗菌力と静菌作用
3. 1　粉末醸造酢の抗菌力
3. 2　粉末醸造酢の静菌作用
4　粉末醸造酢製剤について
4. 1　天然素材によるマスキング効果
4. 2　天然素材の抗菌作用
4. 3　粉末醸造酢製剤の静菌効果
5　粉末醸造酢製剤の表示について
6　おわりに

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BIO REVIEW

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ブルーカーボン・アクト&インフラの構築に資する海洋生物殻コンクリート建材の開発
Development of Concrete Materials Using Marine Shells to Build Blue Carbon Act and Blue Carbon Infrastructure

【目次】
1　はじめに
2　ブルーカーボン・アクトとブルーカーボン・インフラ(Blue Carbon Act. & Infra.)
3　北海道におけるホタテ貝殻の発生状況
4　広義のブルーカーボンを固定したコンクリートの基礎物性
4. 1　ほたて貝殻砂の製造
4. 2　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートのフレッシュ性状
4. 3　モルタルレベルの力学的性質への影響
4. 4　 コンクリートレベルの力学的性質への影響
4. 5　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートの中性化抵抗性
4. 6　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートの長さ変化
4. 7　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートの凍結融解抵抗性
4. 8　 ほたて貝殻砂を用いたコンクリートの鉄筋腐食ひび割れの進展抑制効果
5　ブルーカーボン固定したコンクリートの社会実装計画
5. 1　 材料調達・製品製造段階における炭素排出量の評価
5. 2　生物起源特性を考慮した炭素排出量の評価
5. 3　 ブルーカーボン・インフラの施設構想・設計提案 ～地域に根ざす海洋生物殻資源の再生拠点の提案～
6　まとめ

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BIO PRODUCTS

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アシル化ペプチド(Acyl peptide)

アゼライン酸(Azelaic acid)

月刊バイオインダストリー 2024年3月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

野田聡人　高知工科大学
椎葉　究　東京電機大学;日本バイオリファイナリー(株)
新居輝樹　九州大学
西岡莉子　九州大学
神谷典穂　九州大学;未来化学創造センター
山内靖雄　神戸大学
原田　陽　(地独)北海道立総合研究機構
西村慎之介　同志社大学
古賀智之　同志社大学

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BIO REVIEW

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導電テキスタイル上のバッテリレス素子のネットワーク化―身体を計測する衣服を目指して―
Networking of Batteryless Modules on Conductive Textile ―Towards Clothing that Enables Biomedical Measurement―

　身体表面で多数のセンサを分散しネットワーク化することができれば,人の健康状態や疲労度などに関する様々な計測を常時行うことが可能になると期待できる。本稿では,このようなシステムの構築に役立てることを目指した,導電布経由での各種バッテリレスセンサのネットワーク化技術について紹介する。バッテリレス・アンテナレスの複数デバイスに対するデータ伝送だけでなく,無線通信技術だけでは困難な電力供給をも同時に1枚の布伝送路上で可能にする。人の体に関する各種計測を着衣によって実現することで,日常的な健康管理,労働者の作業負担の把握,スポーツ分野での動作解析,バーチャルリアリティ分野での利用,医療分野での活用など,社会課題の解決や新産業創出に貢献するものと期待できる。

【目次】
1　はじめに:導電テキスタイル二次元通信の可能性
2　本研究の特徴:衣服を一つの伝送路としI2Cインタフェースに対応
3　周波数分割多重によるI2C形式の信号伝送
4　デモシステム製作例と期待されるアプリケーション例
5　まとめと展望

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プレバイオティクス作用及び免疫賦活作用を有する竹食物繊維の製造と特徴
Production and Characteristics of Bamboo Dietary Fiber Possessed Prebiotic and Immunostimulatory Effects

【目次】
1　はじめに
2　健康に資する成分の抽出と食物繊維の調製方法
3　竹由来の食物繊維(BMF)について
3. 1　BMFの製造方法
3. 2　BMFの栄養評価,成分分析結果と安全性試験について(日本食品分析センターにおける委託試験)
3. 3　BMFの生理活性について
3. 4　BMFの加工適性について
4　まとめ

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生体に腫瘍を排除させるトリガーとして機能する遺伝子改変マクロファージ『マックトリガー』
MacTrigger, Engineered Macrophages Acting as a Trigger to Treat Cancers by Body Itself

　我々は,生体に腫瘍を排除させるトリガーとして働く遺伝子改変マクロファージ『マックトリガー』を2023年に報告した。このマックトリガーは腫瘍特異的に炎症を引き起こすことができる。その結果,腫瘍が生体から異物と認識され,生体が元来有する異物排除能によってがんを治療する。「治療薬」としての役割を果たしてきたこれまでの細胞医薬とは異なり,マックトリガーはあくまで「引き金」にすぎない。固形がんに効果を発揮し,なおかつ正常組織には影響を及ぼしにくいマックトリガーは,免疫療法に新たな可能性を示す細胞医薬となりうる。本稿では,マックトリガーの基礎的性質,治療効果,ならびに副作用について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　腫瘍とマクロファージの「仲の良い」関係性
3　マックトリガーの作製
4　マックトリガーの治療効果
5　マックトリガーの正常な臓器への影響
6　マックトリガーの概要と今後

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新規架橋酵素変異体による抗体薬物複合体の創製
Preparation of Antibody-drug Conjugates by Novel Cross-linking Enzyme Mutants

【目次】
1　前駆体酵素のプロペプチドへの変異導入による活性化
2　酵素反応を利用した抗体薬物複合体の開発
3　近接効果を利用した抗体の部位特異的修飾技術の開発

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みどりの香り研究が拓く新技術～植物の香りを操る技術・香りで植物を操る技術～

　人と同じ場所で作業を行うサービスロボットへの期待が高まっている。そこで,協働者の行動を推定し,依頼・支援という協働譲り合い行動を適応的に決定/ 再計画することを目的とした行動決定システムの開発を行った。評価実験の結果,本システムを用いることで,協働者と協働譲り合い行動をとりながら協働作業を進めることが可能となることが分かった。

【目次】
1　はじめに
2　植物での香り物質の作られ方
3　なぜ葉緑体の構成成分がみどりの香りの原料になっているのか?―ストレス検知器官としての葉緑体―
4　危機に陥った葉緑体が放出する危機シグナル化合物
5　RSLV とは
6　みどりの香りの生合成経路
7　ヘキセナールイソメラーゼの発見
8　2-ヘキセナールのバイオスティミュラントへの応用
9　生物学的機能を持つ香りを用いた総合的農業技術
10　おわりに

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ヤナギ類樹木成分のきのこ菌床栽培への活用
Utilization of Willow Tree Components for Sawdust-based Cultivation of Mushroom

　ヤナギ類樹木は,河畔林に豊富に存在しながら伐採後にあまり利用が進まなかった資源であるが,早生樹としてバイオマス利用が期待されている。本稿では,シイタケ菌床栽培における広葉樹おが粉の供給源として,成長の早いオノエヤナギやエゾノキヌヤナギに着目し,そのおが粉の有用性や,さらには抽出した含有成分の有用性を見出したことについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ヤナギ類樹木について
3　ヤナギおが粉のきのこ菌床栽培への活用
3. 1　ヤナギおが粉の製造とその品質特性
3. 2　ヤナギおが粉を活用したシイタケ菌床栽培
3. 3　発生したシイタケの食味特性
4　ヤナギ由来抽出成分のきのこ菌床栽培への活用
4. 1　ヤナギおが粉の品質が菌床栽培に及ぼす影響
4. 2　ヤナギ由来抽出物の製造
4. 3　ヤナギ由来抽出物添加培地を用いたきのこ菌床栽培
5　おわりに

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BIO　R&D

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形状固定/ 記憶性ハイドロゲルからなるスマート足場材料の開発

【目次】
1　はじめに
2　細胞接着性ペプチドをグラフト鎖に有するPNAGAmハイドロゲルの設計と調製
3　ハイドロゲルの温度応答性と形状固定/ 記憶性
4　形状固定/ 記憶性を利用したハイドロゲル表面の細胞接着挙動の制御
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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健康食品・機能性食品工業

　2022年度の特定保健用食品(トクホ)市場規模は5,260億円(前年比95.5%)と推定され,市場はさらに縮小傾向にある。新型コロナウイルスへの抵抗力向上目的で乳酸菌関連が,また外出自粛により生活習慣病関連商品の需要が高まったが,全体としては新製品開発の停滞,機能性表示食品への移行等がマイナスに影響した。一方,機能性表示食品の市場規模は4,550億円(前年度比106.7%)と推定され,前年に引き続き市場は拡大した。コロナ禍の影響により,生活習慣病対策関連や抗ストレス・睡眠改善関連商品が市場をけん引した。2022年度は全体的な届出件数の増加に加え,「健康な人の免疫機能の維持」ほかいくつかの新規機能性の届出が認可され,トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きはさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向

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BIO PRODUCTS

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L-テアニン(L-Theanine)

L-グルタミン(L-Glutamine)

月刊バイオインダストリー 2024年2月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

岡田　茂　東京大学
岡部寛史　近畿大学
太田智之　岡山大学
岩井良輔　岡山理科大学
木股敬裕　岡山大学
宝田剛志　岡山大学
秋岡翔太　東京農工大学
一戸崚佑　東京農工大学
松本祐里　東京農工大学
中澤靖元　東京農工大学
亀﨑允啓　東京大学;早稲田大学
濱田太郎　早稲田大学
山口皓大　早稲田大学
三宅太文　早稲田大学
櫻井絵梨子　早稲田大学
菅野重樹　早稲田大学
眞鍋康子　東京都立大学
三田佳貴　順天堂大学
藤井宣晴　東京都立大学
深津亜里紗　大阪公立大学
髙橋雅英　大阪公立大学

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BIO ENERGY

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水圏生物由来バイオマスエネルギー生産研究のいま,むかし

　化石燃料の代替の一つとしてバイオマスエネルギーがある。中でも水圏生物由来のバイオマスは,その生産の場を巡って食料生産と競合しないと言われ,古くから注目されている。水圏生物,特に藻類由来バイオマスエネルギーとして,どの様なものが得られるのか,過去の代表的な例を紹介するとともに,今後求められるバイオマスエネルギー像について考察する。

【目次】
1　はじめに
2　水圏生物由来バイオマスエネルギーとは
3　水圏生物由来のメタン生産
4　水圏生物由来のエタノール生産
5　水圏生物による水素生産
6　水圏生物による脂質生産
7　微細藻類からの脂肪酸メチルエステル生産
8　微細藻類による炭化水素生産
9　おわりに

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バイオリファイナリー(4)
-製品,原料サイドから俯瞰したバイオリファイナリー-
Bird’s Eye View Over the Biorefinery from the Angles of a Variety of Feedstocks and the Products

　前稿では,ASTM承認済みのSAF(Sustainable Aviation Fuels)7件と,その後に期待される候補燃料について,その由来と製法を中心に解説した。それに先立って,航空機用ではないが,ガソリン,ディーゼル油の混合基材として,エタノールとバイオディーゼルについても,燃焼が及ぼす環境上の問題など,米国と日本の法的な取り扱いを中心に取りまとめた。しかし,SAFの由来については,バリエーションが豊富なために,言及をその一部に留めていた。本稿では,4つの類型に分け,成る丈網羅的にバイオエネルギーの全容を説明していく。何故なら,最終製品のみでなく,その原料にまで立ち入ることで,バイオ燃料を今後どのように我々の生活に取り入れていくか,また石油・ガスや水素など他の系の燃料との複合的に取り組みについて,より判断がし易くなると思うからだ。米国の例で申し訳ないが,EPA(米国環境保護局)に依るとGHGの排出では,輸送と電力がほぼ同等の25-30%,この輸送に農業と都市生活を足すと,電力の倍以上のGHGが排出されているという。当節,世間ではEVが取り分け持てはやされている様だが,供給される電力はどこから来るのか。化石燃料の代替として期待される再生可能電力は,日本でどの程度有効に製造・供給できるのか。また現在の再生可能電力の増強計画で,我々は,期待しうる炭素バランスを達成できるのか。そう考えると電力に片寄せしたGHG削減の取り組みでは,とても十分とは言えないだろう。他方,多様な代替エネルギーの開発と利用によって,我々は須らく人類に利益をもたらすサーキュラー・エコノミーの実現を求められていると理解している。その観点からしても,液体で供給できるバイオ燃料は,輸送用燃料としても,確かに期待されるエネルギーの一つなのである。

【目次】
1　原料視点からの4つの類型
2　バイオ リファイナリーの風景
3　まとめ,並びに　謝辞

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BIO REVIEW

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iPSC由来ヒト軟骨前駆細胞を使用した形状型軟骨組織体の開発
Development of Tissue-engineered Cartilage Using Human iPSC-derived Chondroprogenitors

【目次】
1　はじめに
2　軟骨再生医療における細胞源
3　多能性幹細胞由来ヒト軟骨前駆細胞の開発
4　軟骨再生医療と組織工学
5　ポリマーコーティングを用いた自己凝集技術による培養組織の開発
6　CAT法を用いたリング状軟骨の開発
7　現状の限界点と今後の課題

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シルクフィブロイン-高分子化合物複合体の開発
Development of Silk Fibroin-Polymer Composites

【目次】
1　家蚕シルクフィブロイン
1. 1　家蚕シルクフィブロインの特徴
1. 2　家蚕シルクフィブロインを利用した再生医療研究
1. 3　家蚕シルクフィブロイン複合体の作製と応用
2　野蚕シルクフィブロイン
2. 1　野蚕シルクフィブロインの特徴
2. 2　野蚕シルクフィブロインを利用した材料研究
2. 3　野蚕シルクフィブロイン複合体の作製と応用
3　両シルクフィブロインを利用した研究

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協働作業者の行動推定に基づく協働作業ロボットの依頼・支援行動システム
An Adaptive Request and Support System Based on Estimating Behavior of Collaborative Workers for Collaborative Robots

　人と同じ場所で作業を行うサービスロボットへの期待が高まっている。そこで,協働者の行動を推定し,依頼・支援という協働譲り合い行動を適応的に決定/ 再計画することを目的とした行動決定システムの開発を行った。評価実験の結果,本システムを用いることで,協働者と協働譲り合い行動をとりながら協働作業を進めることが可能となることが分かった。

【目次】
1　はじめに
2　適応的行動決定システム
3　協働者の行動推定
3. 1　タスク実行確率
3. 2　タスク達成度の推定
3. 3　協働者の動作計画
3. 4　尤度算出とベイズ更新
4　動作計画・協働作業コスト算出
4. 1　協働作業コスト
4. 2　動作計画
4. 3　協働作業コスト比較
5　評価実験および考察
5. 1　実験条件
5. 2　実験結果
5. 3　考察
6　まとめ

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骨格筋の質の制御

【目次】
1　遺伝的要因と筋線維タイプ
2　筋線維タイプを制御する遺伝子
3　マイオカインとは
4　サテライト細胞とマイオカイン
5　マイオカインは筋の質を制御するか?
6　おわりに

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DNAと各種金属イオンとの特異的な相互作用で架橋されたハイドロゲル

【目次】
1　はじめに
2　DNAと各種金属イオンとの相互作用
3　M-DNAハイドロゲル
4　Pt-DNAハイドロゲル
5　Zn-DNAハイドロゲル
6　Cu-DNAハイドロゲル
7　おわりに

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BIO BUSINESS

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再生医療

　経済産業省は,再生医療・細胞医療の世界市場は,今後5年間で年間50%以上の急速な成長が見込まれ,世界中で積極的に開発が行われているとしている。再生医療推進に向け新たな法律も施行され,早期承認への道筋がつけられたほか,これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり,周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　製品動向
5　メーカー動向

月刊バイオインダストリー 2024年1月号（電子版）

￥5,500

シーエムシー出版

著者一覧

羽藤一仁　(一社)燃料電池開発情報センター
井原一高　神戸大学
吉田　弦　神戸大学
アンディア フェトラ　(国研)農業・食品産業技術総合研究機構
弓削太郎　(有)レチェール・ユゲ
弓削忠生　(有)箕谷酪農場
梅津一孝　帯広畜産大学名誉教授
菅沼学史　北海道大学
芦澤里樹　山梨県産業技術センター
森長久豊　山梨大学
竹下尚男　花王(株)
岡本裕之　(国研)水産研究・教育機構

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BIO ENERGY

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燃料電池開発動向と水素エネルギー
Fuel Cell Development Trends and Hydrogen Energy

　燃料電池の歴史的背景と,近年の温室効果ガス排出量削減に関する取り組みに関連して,カーボンニュートラルを目指した燃料電池の役割,特に定置用燃料電池と燃料電池自動車について近年の取り組み状況を示す。更には,これらの取り組みを実現するための技術的課題と課題解決がどの程度進んでいるかを解説する。

【目次】
1　はじめに
2　国内外のエネルギーを取り巻く状況
3　定置用燃料電池の状況
4　燃料電池自動車の状況
5　燃料電池の技術開発課題
6　おわりに

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地域分散バイオマスのための小型メタン発酵装置の開発とエネルギー利用
Development of a Small Anaerobic Digester and Energy Utilization for Decentralized Biomass

【目次】
1　はじめに
2　小型メタン発酵装置の概要
3　バイオガスユニットの長期運転
4　バイオガスの熱エネルギー利用
5　バイオ液肥の活用
6　まとめ

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BIO REVIEW

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水素化触媒を利用したアミノ酸からグリーン化学品の製造
Production of Green Chemicals from Amino Acids Using Hydrogenation Catalysts

　再生可能なバイオマスから製造されるアミノ酸は含窒素化学品の原料になると考え,温和条件で目的生成物を合成する固体触媒プロセスを構築した。本稿ではグルタミン酸から間接的脱炭酸により2-ピロリドンを生成する反応とL-プロリンからラセミ化せずにL-プロリノールへ水素化する反応について概説する。

【目次】
1　緒言
2　グルタミン酸からワンポットで2-ピロリドンを合成
3　貴金属系複合触媒によるL-プロリンの水素化
4　おわりに

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果樹搾りかすから作るバイオベースプラスチックと補強材の複合体
Fabrication of Bio-Based Plastics Reinforced with Cellulose Nanofiber from Fruit Pomace

　農業や工業生産活動において様々な廃棄物が排出されている。循環型の社会形成が求められる昨今、我々は農産廃棄物のなかでも果樹残渣に着目し、これらの高付加価値化を目的にバイオベースプラスチックと補強材となるセルロースナノファイバーの調製および複合化を行ってきた。本稿では、これまで得られた知見について紹介する。

【目次】
1　カーボンニュートラルとサーキュラーエコノミー
2　バイオベースプラスチック
3　柑橘由来バイオベースプラスチック
4　セルロースナノファイバー(CNF)
5　セルロースナノファイバー調製における疎水性と解繊性の両立
6　ブドウ搾りかすからのセルロースナノファイバー調製
7　柑橘由来エポキシ樹脂とブドウ搾りかすセルロースナノファイバーの複合化
8　まとめ

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エネルギー代謝研究にもとづく茶カテキンの抗肥満効果
Anti-Obesity Effect of Tea Catechins Based on Energy Metabolism Research

　古来より伝統的に飲用されてきた緑茶には,さまざまな健康機能が報告されている。しかしながら,緑茶の抗肥満作用が科学的に本格的に検証されたのは,実はここ20～30年間にかけてのことである。肥満は今や,深刻な健康課題であり,本報では,エネルギー代謝の見地から茶カテキンの脂肪の消費作用について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　茶カテキン含有飲料の開発
3　抗肥満作用に関する基礎的研究
4　ヒトのエネルギー代謝研究
4. 1　食事誘導性熱産生
4. 2　身体活動時の脂肪代謝
4. 3　褐色脂肪における代謝的熱産生
5　おわりに

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ゲノム編集魚の作出技術とその規制
Production and Legal Regulation of Genome-Edited Fish

【目次】
1　魚類のゲノム編集技術
1. 1　クリスパーキャスの登場
1. 2　受精卵を用いたゲノム編集
1. 3　ゲノム編集ツールの導入時期の検討
1. 4　クリスパーキャスによるゲノム編集
1. 5　交配による変異の固定と均一化
1. 6　国内および海外のゲノム編集魚
2　ゲノム編集魚の取り扱い規制
2. 1　利用目的に応じたゲノム編集魚の届出
2. 2　事前相談における確認項目
2. 3　ゲノム編集魚の食品衛生上の取扱の整理
2. 4　ゲノム編集生物の後代交配種の取扱い
2. 5　ゲノム編集技術応用食品の表示
3　まとめ

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BIO BUSINESS

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生分解性プラスチック(微生物生産,天然系,化学合成系)の動向

　生分解性プラスチックおよびバイオマスプラスチックは一定の管理された循環システムの中でそれぞれの特性を生かし,プラスチックに起因するさまざまな問題の改善に寄与している。これらを総称してバイオプラスチックと呼ぶ。生分解性プラスチックは「自然環境中の微生物の作用により生分解して水と二酸化炭素,あるいは嫌気的条件下でメタン(CH4)になるという特性を有するプラスチック」で,微生物産生系,天然系,化学合成系の3種類が存在する。生分解性プラスチックのうち,有機資源由来物質を原料とする微生物産生系および天然系はバイオマスプラスチックに分類されている。また,化学合成系には出発原料が有機資源(バイオマス)由来のものと化石資源(石油)由来のものがあり,日本国内ではバイオマス由来成分と石油由来成分をブレンドしたもの,化学合成したものもバイオマスプラスチックと呼んでいる。また,バイオマスプラスチックには非生分解性の製品も数多く開発されており,市場に供給されている。近年はさまざまな生分解性プラスチックが開発されており,微生物産生系,天然系,化学合成系の3種類に分類されている。

【目次】
1　微生物産生系生分解性プラスチック
2　天然系生分解性プラスチック
3　化学合成系生分解性プラスチック

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水素エネルギーをとりまく現状
3　燃料電池　4　グリーンスチール　5　褐炭水素プロジェクト

【目次】
3　燃料電池
3. 1　燃料電池の概要
3. 2　燃料電池自動車
3. 3　純水素燃料電池
3. 4　水素サプライチェーンの構築
4　グリーンスチール
5　褐炭水素プロジェクト

月刊バイオインダストリー 2023年12月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

著者一覧

井田民男　近畿大学
岡部寛史　近畿大学
附木貴行　金沢工業大学
吉村　治　金沢工業大学
足立直也　東京電機大学
水谷　義　同志社大学
奥田なつき　同志社大学
足立幸司　秋田県立大学

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BIO ENERGY

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次世代固体バイオエネルギーの開発;バイオコークス化技術とその展開
Development of NextGeneration Solid Bioenergy;Classification and Development of Biocoke Technology

　地球温暖化に起因する気候変動問題は,国際社会が一体となって喫緊に取り組むべき重要な課題であることは言うまでにない。2050年到達目標である「ゼロ・カーボンスチール」への挑戦が本格化している。ここでは,製鋼用アーク炉でのバイオコークス利用の成果とさらにバイオコークスの機能性を向上させる取り組みを解説する。

【目次】
1　まえがき
2　製鋼用アーク炉への展開
3　複合化バイオコークスの開発
4　複合化バイオコークスの展望

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バイオリファイナリー(3)-ドロップインバイオ燃料,環境への影響と製造ルート-
The Environmental Effects and the Production Pathways for Dropin Biofuels

　前稿,バイオリファイナリー(2)で,ドロップインバイオ燃料の製造には,『ブレンドの壁』と『規模と均質性の壁』を乗り越えることが課題だと話した。その問題を解決する手段としては,既設石油設備の余剰能力を使って混合精製するのが,現在のバイオマス液体燃料の製造技術を考えた場合,恐らく最も経済的で効率の高い製造ルートであるだろうと述べた。そして,製油所の内,どこにDrop-Inするのが最適かについても,いくつかの研究を紹介しつつ,流動接触分解装置がどうやら望ましく思われると結論した。だが,その反応挙動を確かめる研究は未だ十分ではなく,また設備内の汚染に関する懸念も払しょくしなければならないなど,一朝一夕には片付けられない問題があることも見えて来た。昨今,バイオ燃料への期待は高まっているのは疑いもない事実だが(SAF:Sustainable Aviation Fuelsなども一例),それが石油業界の製品ラインとして定着するには,どうやら時間がかかりそうだ。何しろ,石油会社にしたところで,SAFを自社製油所の既設設備で原油と同時精製するとしたら,製品の全項目品質確認試験のみならず,設備の適格性審査など,lot毎に大変な適合管理の作業が待ち受けており,それだけでも大きな負担になると思われるからだ1)。更には,製油所設備内の汚染防止対策や,汚染発生時の損失回避などの事後処理も抱えることになり,石油会社の負担は嫌が上にも大きくなる。その負担を企業は受け入れられるだろうか。これを前稿では,旧約聖書で馴染みのある『ジェリコの壁』になぞらえたわけだが,その問題に取り組む前に,一体バイオマスからどのようなルートを辿って,ドロップインバイオ燃料が製造されるかを,安易にenvironmental freeともてはやすのではなく,その特性と共に,一度整理する必要があると考えている。今まで,原料を動植物油脂に絞って進めて来たが,これを糖,セルロースなどバイオマスに広げて,おおざっぱだが,総ざらいしてみようと思う。

【目次】
1　バイオマスからの燃料の製造と精製
2　バイオエタノールおよびバイオディーゼル(FAME)の開発・導入状況と大気汚染への懸念
2. 1　バイオエタノール
2. 2　バイオディーゼル
3　SAFの開発状況(ASTM承認済み燃料)
3. 1　FT-SPK(2009)Fischer-Tropsch(FT)-Synthesized Paraffinic Kerosene
3. 2　HEFA-SPK(2011)Hydro-processed Ester and Fatty Acid-Synthesized Paraffinic Kerosene
3. 3　HFS-SIP(2014)Hydro-processed Fermented Sugar-Synthesized iso-Paraffin
3. 4　FT-SPK/A(2015)FT-SPK with Aromatics
3. 5　ATJ-SPK with
　　　C4(2016):Alcohol(Butanol)to Jetfuels
　　　C2(2018): Alcohol(Ethanol)to Jetfuels
3. 6　CHJ(2020): Catalytic Hydro-thermolysis Jet-fuels
3. 7　HC-HEFA-SPK(2020):Hydro-processed Hydrocarbons-HEFA-SPK

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BIO REVIEW

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バイオマス繊維を強化材に用いた積層複合軽量素材
Laminated Composite Lightweight Material using Biomass Fiber as Reinforcing Material

　輸送分野における,さまざまな部品の軽量化はエネルギー効率の改善につながり,温室効果ガスの削減に期待が持てる。我々はバイオマス繊維を中心に活用し,その特性を活かした部材を提案し,積層成形によるオートバイ用ヘルメットの試作と評価を行った。また,マルチマテリアル化することでさらなる軽量化と物性の向上を検討した。

【目次】
1　はじめに
2　材料
2. 1　セルロース系繊維の含浸成形による試験片作製
2. 2　三点曲げ試験による力学物性評価
2. 3　セルロース系繊維の力学物性評価
3　オートバイ用ヘルメットの積層成形
4　まとめ

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臭気の可視化,目視で塩基性ガスの検出が可能な蛍光色素
Visualization of Bad Smell, Detection of Basic Gas to Visually by Fluorescent Dye

　蛍光色素を用いて臭気ガスや有害ガスなどガス分子の検出が可能になれば,色の変化からガスの存在を可視化することができるため,簡単なガス検出技術として安全をもたらす技術になり得ると考える。しかし,そのためには蛍光色素の構造を改良する必要があるため,研究が盛んには行われていない。本稿では,塩基性ガスの可視化を可能とする蛍光色素の合成手法やガス検出能について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　液体性蛍光色素の合成
3　OPV-BAの塩基性ガス検出能
3. 1　溶液中におけるアンモニアの検出
3. 2　OPV-BAによる塩基性ガスの検出
3. 3　繰り返し特性と検出速度および検出感度
3. 4　認識メカニズム
4　OPV-PFBの塩基性ガス検出能
5　おわりに

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環境にやさしいプラスチック代替材料を目指した高剛性・高靭性バイオインスパイアード複合材料の開発
Development of HighStiffness, HighToughness BioInspired Composite Materials Aimed at EcoFriendly Plastic Alternatives

　骨や木材は,軽量性,剛直性,高靭性などの優れた機械的性質をもっているが,一般の機械材料と比較すると,成形が困難である,力学的異方性が,特定な形をした部品として用いるには適さないなどの問題点もある。骨の構造や生分解性を模倣してプラスチックの代替材料を作ることができれば,マイクロプラスチックによる海洋汚染などの問題も解決し,持続可能な社会の発展に寄与すると考えられる。

【目次】
1　はじめに
2　有機-無機複合材料
3　カルボキシ基をもつ高分子とヒドロキシアパタイトの複合化
4　セルロースナノファイバーを用いた脆性破壊しない複合材料の合成
5　アシル化による複合体の耐水性付与
6　最後に

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発酵食品残渣を活用した木材の改質技術
Modified Techniques on Wood using Fermented Food Residues

　木材の寸法安定化に代表される改質技術は,従来,化石由来資源を原料とした改質剤が用いられてきた。今回,有効利用が期待される食品系バイオマスである発酵食品残渣の有機質成分に着目した。特に,親水性成分が有する膨潤性に着目し,木材の寸法安定性向上効果を検証した。

【目次】
1　はじめに
2　木材利用における寸法安定化技術
3　酒かすを用いた木材の寸法安定化技術
4　酒粕を用いた漆器木地の形状安定化
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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プラスチックの資源循環と海洋プラスチック

【目次】
1　循環型社会における資源循環
2　廃プラスチック処理の動向
3　海洋プラスチック

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水素エネルギーをとりまく現状
1　水素の種類と普及　2　水素エネルギーの利用方法

【目次】
1　水素の種類と普及
1. 1　安価な原料の使用
1. 2　水素サプライチェーンの構築
1. 3　大量の水素需要の創出
2　水素エネルギーの利用方法
2. 1　水素の直接利用
2. 2　水素の合成燃料化

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BIO PRODUCTS

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コレステロール(Cholesterol)

月刊バイオインダストリー 2023年11月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

著者一覧

植田充美　京都大学
須原義智　芝浦工業大学
岡本実佳　鹿児島大学
森田寛人　アサヒクオリティーアンドイノベーションズ(株)
蓑田　歩　筑波大学
鈴木秀之　京都工芸繊維大学
森　隆　埼玉医科大学
神山　翔　キッコーマン総合病院
西浦康正　筑波大学附属病院
原　友紀　NCNP病院
小川　健　(独)国立病院機構
井汲　彰　筑波大学
山崎正志　筑波大学

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BIO ENERGY

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バイオエネルギーの転換―従来型のバイオエネルギーの新たなる変遷とカーボンフリー燃料への展開
Development of Next-generation Bioenergy-New Biomass Energy and Carbon-free Bioenergy

　地球温暖化防止への社会構造の変換を促すバイオエネルギー社会に,バイオマスエネルギー生産の考え方や技術をどのように取り込んでいけるのか,についてまとめるとともに,未来社会において,カーボンフリーなエネルギーをバイオテクノロジーの力を活用して,製造して輸送・貯蔵して使用していく社会システムについても言及する。

【目次】
1　はじめに
2　従来のバイオマスエネルギーの現況
3　新しいバイオエネルギーめざして
3. 1　 カーボンフリーなエネルギーとしての水素製造の現状
3. 2　 食品廃棄物のアンモニア生産への微生物利用
3. 3　 好気性Azotobacter vinelandii微生物育種による空中窒素のアンモニアへの変換
4　 カーボンフリー新型小型原子力発電への微生物潜在能力の活用
5　まとめ

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BIO REVIEW

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新型コロナウイルス感染症とその後遺症に対する治療効果を併せ持つ薬剤の創製
Discovery of Drugs with Combined Therapeutic Effects for Novel Coronavirus Infection and Its Sequelae

　我々は,核内受容体に対するアゴニスト作用や神経分化誘導作用を有するビタミンK誘導体の化合物ライブラリーから,抗SARS-CoV-2活性を示す化合物を見出した。これらは側鎖の末端にm-メチルフェニル基または1-ナフチル基が導入されたメナキノン-2(MK-2)誘導体であり,COVID-19の後遺症に対する作用と抗SARS-CoV-2活性を併せ持つ可能性が示された。

【目次】
1　はじめに
2　結果・考察　
　 ビタミンK誘導体の抗SARS-CoV-2活性の評価
3　活性化合物の作用機序の検討
3. 1　化合物2, 3のRdRp活性阻害作用
3. 2　3CLプロテアーゼ活性に対する化合物2, 3の阻害作用
4　まとめ

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持久運動パフォーマンスの向上に関与するヒト腸内細菌の発見
A Discovery of Gut Microbe Involved in Exercise Performance

　腸内フローラはヒトの健康と密接に関わっているが,腸内フローラとホストの身体機能の関わりには不明な点が多い。我々は,長距離ランナーの腸内フローラを調べることにより腸内常在菌の1種であるBacteroides uniformisが運動パフォーマンスに関わっていることを見出したので紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　日本人長距離ランナーの腸内フローラ解析
3　α-シクロデキストリンを被験物質としたヒト臨床試験
4　B.uniformis投与マウスの持久運動パフォーマンス
5　B.uniformisによる持久力向上メカニズム
6　おわりに

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生物材料を利用した低濃度の貴金属の選択的回収
Selective Recovery of Precious Metals in Biological Materials

　環境に優しい技術として生物材料を利用した低濃度の金属回収への関心は高まっている。金属廃液と同等の強酸性の溶液から,生物材料を利用した低濃度の貴金属回収の可能性と貴金属の選択的回収のメカニズムについて概説する。

【目次】
1　はじめに
2　シングルセル解析を利用した貴金属を吸着する細胞集団の挙動の変化
3　凍結乾燥処理細胞による強酸溶液からの貴金属の選択的回収
3. 1　凍結乾燥処理による耐酸性の向上と貴金属選択性
3. 2　強酸溶液からの白金族(Pd, Pt, Ir)の回収機構
3. 3　金の回収
3. 4　塩酸濃度による貴金属の選択的回収
4　おわりに

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京野菜・京漬物に含まれるポリアミンを調べる中で見出したde novo合成したスペルミジンを菌体外に排出する芽胞形成乳酸菌Bacillus coagulans YF1株
Bacillus coagulans YF1, a Spore-forming Lactic Acid Bacterium that Excretes de novo Synthesized Spermidine from the Cells, was Discovered while Searching for Raw and Fermented Kyoto Vegetables Rich in Polyamines.

　京野菜のうち,万願寺甘トウ(京都万願寺2号),丹波黒大豆系の枝豆で秋に販売される紫ずきん,夏に販売される京夏ずきんにスペルミジンが特に多く含まれている。さらに,これらを加熱調理してもスペルミジン量に大きな変化はなく,優れた食材である。また,京都の農産品の中で,宇治緑茶にはスペルミジンばかりでなくスペルミンも多く含まれている。しかし,お湯で淹れた煎茶や玉露には茶葉に含まれているスペルミジンのごく一部しか,またスペルミンはほとんど抽出されない。茶葉を人工胃液で処理するとスペルミジンとスペルミンの大部分が抽出されることから,茶葉をそのまま摂るような食品の開発が望まれる。一方,代表的な京漬物である柴漬けにはプトレッシンが多く含まれているが,スペルミジンはほとんど見られない。それに対して,京都松ヶ崎地区に伝わる乳酸発酵を伴う菜の花漬にはスペルミジンが多く含まれている。菜の花漬から単離した乳酸菌のうち,YF1と名付けた株を同定したところBacillus coagulansであった。B. coagulansは胃酸に耐えて生きたまま腸に達する芽胞を形成することが知られている唯一の乳酸菌であり,プロバイオティクスとしての利用例もある。ポリアミンを含まない最少培地でYF1株を嫌気培養すると菌体外にスペルミジンを排出した。この株が,アルギニンからアグマチン,プトレッシン,カルボキシスペルミジンを経由してスペルミジンを合成していることを明らかにし,これらの反応を担う酵素の遺伝子を特定した。本菌は好気培養では酢酸を生成するが,嫌気培養では乳酸を生成し,呈味性の点からもヨーグルトなどの製造に十分使用できる。

【目次】
1　はじめに
2　京野菜のポリアミンについて
3　万願寺甘トウのスペルミジンに対する加熱調理の影響
4　宇治緑茶のポリアミン量
5　松ヶ崎の菜の花漬とそこから単離した乳酸菌
6　おわりに

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アルツハイマー病の新規治療法:アポリポ蛋白E-N端-アミロイド前駆体蛋白結合を標的
A New Therapeutic Strategy for Alzheimer’s Disease:Targeting Apolipoprotein E and N-Terminal Amyloid β-Protein Precursor Interaction

　アルツハイマー病発生の危険因子として,アポリポ蛋白E(apolipoprotein E,apoE)のε4対立遺伝子の保有が知られている。アルツハイマー病の治療標的として,apoEとN端-アミロイド前駆体蛋白(amyloid β-protein precursor,APP)の結合に着目し,この結合阻害剤(6KApoEp)を開発した。本稿では,ヒトapoE2,apoE3,apoE4アイソフォームの何れか1つを発現させたアルツハイマー病モデルマウス(APP/PS1/E2/E3/E4マウス)への6KApoEpの治療効果を紹介する。ApoE-N端-APP結合を標的とした6KApoEp療法は,病態が最も悪化するapoE4アイソフォーム保有のアルツハイマー病患者への臨床応用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　APP代謝とAβ産生経路
3　ApoE-N端-APP結合に伴うAβの増産機構と結合阻害剤(6KApoEp)の作用部位
4　6KApoEp療法による行動・認知機能障害の改善効果
5　6KApoEp療法による脳アミロイド病変の軽減効果
6　6KApoEp療法による細胞膜APP代謝の抑制効果
7　6KApoEp療法によるp44/42・p38 MAPKsのリン酸化への影響
8　まとめ

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関節内骨軟骨病変の3次元モデル化による術前病変評価と手術シミュレーション-上腕骨離断性骨軟骨炎に対して-
Preoperative Lesion Evaluation and Surgical Simulation Using 3D Modeling of Intra-articular Osteochondral Lesions -for Osteochondritis Dissecans of the Elbow-

　関節内骨軟骨病変は,骨と関節軟骨という,異なる二つの構造が同時に損傷するという点で,評価も治療も難しい。適切な評価ができなければ適切な治療方針を立てることができず,適切に治療しなければ当該関節の機能を大きく損なう可能性がある。しかし,現時点では手術以外に病変を正確に評価する方法がない。そこで,CTとMRIそれぞれの長所を組み合わせ,病変の三次元的な画像を作成することで,侵襲を加えることなく病変の重症度が評価できるのではないかと考えた。すなわち,CTからは骨の,MRIからは関節軟骨の3次元画像を作成し,それらを合成することで,病変をモニター上に再現しようとするものである。本稿ではその詳細について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　対象
3　MRIの撮像
4　CTの撮影
5　MRIの三次元再構成
6　CTの三次元再構成
7　3D MRI-CT合成画像の作成
8　病変の評価
9　手術シミュレーション
10　評価項目
11　結果
12　考察
13　結語

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BIO BUSINESS

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芳香・消臭・脱臭剤工業

　2021年度の芳香・消臭・脱臭剤市場は前年より大きく拡大し約940億円規模となった。消費者の価値観やニーズの多様化に対応し,2021年も各社から様々な新商品が上市され,市場は活況を呈した。特定の悪臭の消臭に特化した機能や,よりナチュラルな香りを追求した商品が多く見られた。また,スプレー,ジェル,液体,スティックなど様々な形態の商品が発売され,消費者の選択肢が広がった。とりわけ女性をメインターゲットにした,インテリア性が高く,高単価な室内用スティックタイプの芳香・消臭剤が好調を博した。また,ウイルスや雑菌から守る効果や,雑菌やカビの繁殖を抑える効果など,除菌機能や介護用途を想定した商品の需要が高まっている。今後もさらなる付加価値商品の開発・投入が進むとみられる。

1　概要
2　種類・素材など
3　市場動向
4　主な企業動向
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BIO PRODUCTS

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グルコン酸カルシウム(Calcium gluconate)

セリンプロテアーゼ(Serine protease)

ショ糖脂肪酸エステル(Sucrose fatty acid ester)

月刊バイオインダストリー 2023年10月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

著者一覧
井上國世　京都大学名誉教授
三石誠司　宮城大学
中野康行　不二製油㈱
川口甲介　㈱CO2資源化研究所
湯川英明　㈱CO2資源化研究所
魚井伸悟　マリンフード㈱
村上真理子　農林水産省

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【特集】「プロテインクライシスに対するフードテックの挑戦―現状と今後の展望-」
Challenges of FoodTech to Protein Crisis - the Status quo and the Prospects-

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「プロテインクライシスに対するフードテックの挑戦」についての序章

【目次】
I　世界および日本の食料事情
1　人口爆発
1. 1　世界の人口
1. 2　マルサス人口論
2　日本の食の状況
2. 1　 食料,食糧,糧食,食料品,食品,食物,栄養,飼料,作物
2. 2　日本の食料自給率
2. 3　食料国産率
2. 4　日本の食料自給の傾向
2. 5　食料自給率におけるフードロス
2. 6　日本の穀物自給率
2. 7　穀物の栄養成分
2. 8　過去20年間に世界の穀物需要は1.5倍に増加
2. 9　今後30年間に穀物需要は1.7倍増加
2. 10　穀物需要におけるバイオタノール(BE)の台頭
2. 11　畜産物の需要見通し
2. 12　日本の牛肉消費動向
2. 13　プロテインクライシス(PC)
3　食料に関わる世界の現状
3. 1　食料に関わる諸課題
3. 2　異常気象
3. 3　農業の環境への負荷
3. 4　農業に起因するGHGの問題
3. 5　貧困,飢餓,南北問題
3. 6　経済成長と食料生産性
3. 7　食をめぐる世界と日本の状況
II　 プロテインクライシス(PC)に対するフードテック(FT)の現状
4　フードテック(FT)
4. 1　FTの定義
4. 2　FTの背景
4. 3　FT 市場は700兆円
4. 4　日本のFT への取り組みは遅れている
4. 5　日本の取組み(フードテック官民協議会とフードテック推進ビジョン)
4. 6　日本発FTの目指す姿
4. 7　FTの分類とインパクト
4. 8　肉を食べることの意味
5　代替肉を開発・製造するための作戦
5. 1　代替肉の位置付け
5. 2　 植物肉(プラントベースミート,PBM)の栄養価
5. 3　 作戦1:従来行われてきた植物性タンパク質や魚肉の利用
5. 4　 作戦2:畜産肉以外のタンパク質を原料とした代替肉
5. 5　 作戦3:微生物や藻類由来タンパク質を原料とする代替肉
5. 6　微生物タンパク質
5. 7　微生物タンパク質の利用の歴史
5. 8　粗タンパク質(crude protein)
5. 9　 石油タンパク質およびSCP(single cell protein)
5. 10　SCPの栄養学的特徴
5. 11　水素細菌または水素酸化細菌の利用
6　藻類タンパク質
6. 1　藻類タンパク質の利用
6. 2　藻類の培養法
7　精密発酵(precision fermentation,PF)
7. 1　精密発酵の概要
7. 2　精密発酵(PF)の生産工程
8　作戦4:培養肉
8. 1　動物細胞培養の歴史
8. 2　動物細胞培養技術を用いる培養肉の製造
8. 3　培養肉をめぐるニュース
8. 4　畜産の問題点
8. 5　培養肉に対する社会の反応
8. 6　培養肉と食文化および食の伝統
9　 作戦5:遺伝子改変技術を用いる食用動物,魚,植物の改変
10　作戦6:昆虫食
11　代替肉の市場
11. 1　代替肉の世界市場は2050年に5.4倍に増加
11. 2　培養肉の市場
11. 3　昆虫食および昆虫飼料の市場
12　食品中の主要タンパク質
12. 1　食品タンパク質の概要
12. 2　必須アミノ
12. 3　小麦タンパク質
12. 4　大豆タンパク質
12. 5　大豆タンパク質の食品特性
12. 6　米タンパク質
12. 7　卵タンパク質
12. 8　乳タンパク質
12. 9　畜肉タンパク質
12. 10　魚肉タンパク質

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世界の食肉需要とビジネスとしての代替肉の可能性
Global Meat Supply/Demand and the Potential of Cultured Meat as a Business

　現代の食肉生産は「規模の経済」を追及する形で拡大してきたが,その上限については漠然とした不安が存在することも事実である。対策の1つとして代替肉が注目されている。本稿では世界の食肉需給と貿易を概観し,その上でビジネスの側面から見た代替肉,とくに培養肉(cultured meat)の可能性と,克服すべきハードルを検討する。

【目次】
1　はじめに
2　世界の食肉生産の動向
2. 1　問題の根幹と食肉生産
2. 2　食肉の貿易
3　代替肉の現実的な可能性
3. 1　市場規模
3. 2　企業数
3. 3　商業化へのリアリティ検討へ
4　おわりに

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粒状大豆たん白の開発と大豆ミートへの展開

【目次】
1　植物性(大豆)たん白
2　粒状植物性(大豆)たん白
2. 1　種類
2. 2　製造条件
2. 3　食感及び風味
3　代替肉(大豆ミート)

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水素細菌を用いたタンパク質の生産
Production of Alternative Proteins using the UCDI(R) Hydrogen Bacteria

　近年,タンパク質の需要と供給のバランスが崩れる「プロテインクライシス」が危惧され,畜産に依存しないタンパク源として「代替タンパク質」の開発が進んでいる。我々が取り組んでいる,CO2を炭素源,水素をエネルギー源として生育するUCDI(R)水素菌を用いた新規バイオプロセスによるタンパク質素材の製造について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　畜産物生産の限界要因
3　代替タンパク質
3. 1　微生物タンパク質(SCP)
3. 2　精密発酵(Precision Fermentation)
4　バイオプロセス産業
4. 1　バイオプロセス産業の変遷
5　株式会社CO2資源化研究所(UCDI)の取り組
5. 1　UCDI(R)水素菌について
5. 2　プロテイン事業の工業化に向けて
6　終わりに

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代替チーズ「スティリーノ」
Technical Advanced Imitation Cheese,STYRINO

　人類は長い歴史をかけて完全食品とも言われるチーズを発明,発展させてきた。海外では代替チーズと呼ばれる食材にまで進化,発展し,普及しつつあるが,日本国内ではまだ認知,普及は発展途上である。そんな代替チーズについて弊社商品を一例として紹介しつつ,代替チーズの過去,現在,未来について概説する。

【目次】
1　「スティリーノ」とは
2　代替チーズの歴史
3　代替チーズの存在意義と2つのアプローチ
4　海外の代替チーズ事情
5　現在の国内の代替チーズ事情
6　スティリーノの詳細と特徴紹介
6. 1　コレステロール含量低減
6. 2　モッツァレラタイプ
6. 3　乳成分完全不使用「ヴィーガン」
7　今後の課題と展望

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期待が高まるフードテックビジネス～フードテック官民協議会の取組～
Foodtech has a Potential for Growth in the Food Industry-Initiatives of the Food Tech PublicPrivate Council-

【目次】
1　期待が高まるフードテックの分野
2　フードテックを推進する背景
3　フードテック官民協議会
4　フードテック推進ビジョンとロードマップの策定
5　ビジョンの実現に向けた取組
6　さいごに

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BIO PRODUCTS

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パントテン酸カルシウム(Calcium pantothenate)

月刊バイオインダストリー 2023年9月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
久保田博南 ケイ・アンド・ケイジャパン㈱
久保田　慎　東京都立産業技術大学院大学
山越憲一　NPO 法人ライフベネフィット総合研究所;金沢大学名誉教授;昭和大学
森下雅代　　㈱HIROTSU バイオサイエンス
広津崇亮　　㈱HIROTSU バイオサイエンス
根日屋英之　アンプレット通信研究所;日本大学
前田郷司　東洋紡㈱
岡部寛史　近畿大学
矢部三雄　（一社）日本木質バイオマスエネルギー協会
澤井　淳　神奈川工科大学
杉山友康　東京工科大学

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【特集】先進ヘルスケア計測機器の開発

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ヘルスケアを支える生体情報モニタリング
Hearth Care Supported by Vital Sign Monitoring

　ヘルスケアを目的とした健康機器の基礎技術は，医療のための生体情報モニタが基礎になっている。近年では，これにIT 関連技術が加わり，スマホで自分の健康状態をチェックできるようになってきた。測定項目には大きな変化が見られものの，COVID-19 の蔓延により，パルスオキシメータは一般的な製品となり，第三次AI ブームによりこれらの実装もされてきた。時代の流れや環境変化を踏襲しつつヘルスケア機器も変貌してきている。

【目次】
1　はじめに
2　単能機器によるモニタリングの現況
2.1　スタートは歩数計から
2.2　体重計から体脂肪計へ
2.3　現在の代表格は脈波数モニタリング
2.4　ヘルスチェックのための心電図モニタなど
2.5　パルスオキシメータの役割が増加
2.6　血圧モニタリングへの各社の競争
2.7　日内の眼圧変動測定
2.8　最後の砦か-非侵襲グルコースセンサ開発への展望
3　複合機器を含む市場開拓の動き
4　医療機器から一般ヘルスケア機器への移行動向

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ヘルスケアモニタリング技術：最近の動向と今後の展開に向けて
Healthcare Monitoring Technology：Recent Advancements and Towards Progressive Developments

　ヘルスケアに対する最近の国民意識の急速な高まりを背景に，健康モニタリング装置は小型・高利便性に向けて進化を続けている。本稿では，ヘルスケアを目的とした生理機能計測法のあり方を述べ，最近のウエアラブル及び無意識・無負担計測技術を紹介し，それらの技術を融合したカームヘルスケア・モニタリング技術を基盤とした今後の展開ついて私見を述べた。

【目次】
1　はじめに
2　生体情報とヘルスケア
3　ヘルスケアモニタリング技術：その現状と開発コンセプト
3.1　現状と課題
3.2　モニタリング技術の開発コンセプト
4　開発事例
4.1　ウエアラブルモニタリング
4.2　暮らしに溶け込む無意識・無負担モニタリング
5　おわりに：今後の展開に向けて

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尿診断によるヘルスケア
Health Care via Urine Tests

　日本では，がん検診受診率の低さから，早期発見・早期治療が課題となっている。N-NOSE（Nematode-Nose，線虫の鼻）は，嗅覚の優れた線虫と尿を用いた安価で高精度，早期発見に長けた世界初一次スクリーニングがん検査である。早期発見が困難なすい臓がんの特定も成功し，犬用のN-NOSE サービスも提供開始した。N-NOSE によるヘルスケアと今後の展開について概説する。

【目次】
1　はじめに：「未病」と早期がん
2　がん検査の現状
3　非侵襲性の診断
4　がんには特有の匂いがある
5　線虫の嗅覚
5.1　線虫の嗅覚受容体と嗅覚神経
6　線虫はがんの匂いに反応する
6.1　線虫の走性行動解析
6.2　線虫はがん細胞培養液上清の匂いに反応する
6.3　がん患者の尿に対する線虫の行動
7　生物検査N?NOSEの開発と有効性
7.1　N-NOSEは早期がんも判別できる
7.2　N-NOSEと腫瘍マーカーとの比較
7.3　Multi-Cancer Early Detection（MCED）としてのN-NOSE
8　N-NOSE一次スクリーニングの実用化
9　N-NOSEのヘルスケアと有効な利用法
10　早期発見が難しいすい臓がん特定N-NOSE
10.1　すい臓がんの匂い候補受容体
10.2　がん種特定N-NOSEの実用化
11　ペット用N-NOSEの開発とサービス
12　N-NOSEの今後の展望

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人体通信技術
Bioactivity and Clinical Application of CH3-B12（mecobalamin）

　人体を伝送媒体として通信を行う人体通信のウエアラブル機器への応用に注目が集まっている。また，人体通信の通信機器は，筋電位や心電情報などの生体情報センシング機器の電極や回路と構成が似ていることから，人体通信機器を用いた生体情報の取得が提案され，遠隔医療やヘルスケアヘの応用が期待されている。本稿は月刊機能材料2010 年1 月号に掲載され好評を博した。このため著者根日屋先生への再掲載をお願いし，許諾いただいた。（BIO INDUSTRY 編集部）

【目次】
1　はじめに
2　人体通信の歴史
3　人体通信の分類
3.1　利用シーンによる分類
3.2　通信方式による分類
4　電極構造
5　人体通信の規格
6　人体通信の医療応用
7　おわりに

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ウェアラブルデバイスでメンタルはどこまで読みとれるか？－COCOMI(R)を用いたウェアラブル E－Smart テキスタイルによるバイタルセンシング と ANAIM(R)による自律神経活動の表示－
How Far Can Wearable Devices Read Our Mental and Physical States?－Representation Method of Autonomic Nerve Activity Index Based on Heartbeat Information
Obtained from Wearable Devices－

　ウェアラブルデバイスで測定される心拍変動から導かれる自律神経活動指数（SNI：交感神経活動指数とPNI：副交感神経活動指数の対数）をX－Y 平面に図示することで被験者のメンタル状態，肉体状態を読み取れる可能性があることを示す。本手法は，原理的には遠隔かつ実時間の数分遅れで被験者をモニタリングできる。

【目次】
1　はじめに
2　衣服型のウェアラブルデバイスによる心電信号の計測
3　自律神経活動指数の測定例
4　自律神経活動の直交座標系による表現手法 「ANAIM(R)」
5　ANAIM(R)の実測例
5.1　プロフェッショナル・女性レーシングドライバー
5.2　音楽演奏時
5.3　自動車レース
6　まとめ

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BIO ENERGY

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バイオリファイナリー（2）－動植物性油脂の石油製油所における同時精製について－
Biorefinery（2）－on Co-processing of Vegetable and Animal Fats in Petroleum Refineries－

　前稿，バイオリファイナリー（1）では，バイオリファイナリーの概観を述べた。そこで，バイオエネルギーの市場化において重要と目されるドロップインバイオ燃料について，IEA Task39が提示した定義を紹介し，ドロップインバイオ燃料のなんたるかを，また酸素含有を抑える必要性について繰り返し述べてきた。というのも，バイオリファイナリーを理解する上で，個々の精製ルートから紐解くのではなく，私たちの実生活に最も近い，ドロップインバイオ燃料という切り口から話を進めるのが，手っ取り早いと思われたからである。そして脱酸素，分解・合成の技術開発の進捗にも触れ，『ブレンドの壁』の突破も遠い将来ではないことを示した。しかし，バイオ燃料が化石燃料を代替し，それが燃料供給の主流となるには，もう一つ，大きな壁が立ちふさがっていることも述べた。それは，大量で均質な原料の確保に関する壁である。しかし，この『規模と均質性の壁』を切り崩すのは，決して容易ではない。本稿では，原料として最も入手，取り扱いが容易で，従ってドロップインバイオ燃料の事業化研究が進んでいる動植物油脂を主に取り上げ，経済効率にも直結する『規模と均質性の壁』の切り崩し策として，既設の製油所を利用した取り組みについて，話を進めていきたい。その過程で，当然のことながら，もし製油所の設備を利用するとしたら，石油との同時精製は可能なのか，また製油所内の何処に投入するのが良いか，そんな疑問が浮かんで来るに違いない。その疑問を解くために，先ず製油所の4つの主要設備に絞って，それらの機能，役割を確認していく。果たして，一般の製油所で動植物性油脂の精製，ドロップインバイオ燃料の製造は可能なのか。各国研究者が進める2－3の研究も紹介しながら，課題を整理して行こうと思う。尚，前稿にて日本のガソリンのエタノール混合上限を5％と記載したが，3 vol％の誤りであった。また，E10対応車であれば，10 vol％の混合ガソリンの販売・給油も許されている点を，この場を借りて追記させて頂く。

【目次】
1　石油精製工程とバイオ燃料
2　バイオ燃料の脱酸素と精製
3　ドロップインバイオ燃料の製油所設備利用
4　結語

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我が国における木質バイオマスエネルギー利用の状況
Situation of Woody Bioenergy Utilization in Japan

　2050年のカーボンニュートラル社会実現に向けて，再生可能エネルギーである木質バイオマス利用を推進していくことが重要。これは，地域資源の有効利用にも資するもの。しかし，これまでは，技術的ノウハウの欠如，ボイラー規制などから施設導入は限定的。令和3年度の規制緩和，昨年度のマニュアル本の作成など導入条件が整いつつあることから，今後は積極的な導入支援策を講じていく段階。

【目次】
1　地球温暖化対策と木質バイオマス利用
2　森林の木質資源量と二酸化炭素の吸収
3　木質バイオマス熱利用の推進に向けて
4　ボイラーの規制緩和
5　木質バイオマス熱利用の可能性
6　木質バイオマス利用に対する支援策

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BIO REVIEW

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天然無機材料を利用した食品の保存およびバイオフィルムの制御
Food Preservation and Biofilm Control using Natural Inorganic Materials

　貝殻焼成粉末は，細菌，真菌，耐熱性芽胞，ウイルスに対して優れた抗微生物活性を発揮する天然無機材料である。本稿では貝殻焼成粉末処理による食品保存に関する国内外の研究事例から，その有用性を示す。さらに食中毒や感染症の一因であるバイオフィルムへの貝殻焼成粉末処理の殺菌･除菌効果，および新たに開発したホタテ貝殻焼成ナノ粒子を含有した透明な抗菌塗料について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　貝殻焼成粉末処理による食品の保存
3　バイオフィルム（BF）に対する貝殻焼成粉末処理の効果
4　貝殻焼成ナノ粉末を含む透明な抗菌塗料1
5　おわりに

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位相差顕微鏡画像を用いてがん幹細胞を高精度に識別する生成系人工知能の開発
Development of an Artificial Intelligence for the Identification of Cancer Stem Cell Using Phase Contrast Microscope Image

　がん幹細胞はがんの維持や転移に関わる。そこでがん診断および治療の新しい標的としての期待が高まっており，人工知能（AI）を用いた画像解析技術の発展が目覚ましい。筆者らはAIをがん幹細胞の識別に応用し，熟練者の識別能力に迫るAIの作成を検討してきた。本稿では普通に深層学習したAIと比較して，識別精度が数倍高いAIの開発を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　画像を普通に学習したAI
3　AIが得意な画像とそうでない画像
4　AIが得意な画像を学習したAI
5　おわりに

月刊バイオインダストリー 2023年8月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

久保　明　東海大学
太田好次　藤田医科大学
馬　悦　東京医科歯科大学
影近弘之　東京医科歯科大学
中西憲幸　(一社)ソーシャルユニバーシティ
田井章博　徳島大学
津川尚子　神戸学院大学
小暮健太朗　徳島大学
阿部皓一　武蔵野大学
中川公恵　神戸学院大学
松永和久　福岡大学
瀨戸口修一　福岡大学
後藤将太朗　福岡大学
山川博文　福岡大学
佐藤俊郎　㈱J-オイルミルズ

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【特集】ビタミンと健康増進の今

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ビタミンの臨床応用
Clinical Application of Vitamin

　ビタミン各種と臨床病態の関りは多方面から明らかにされてきた。今後はビタミン摂取群の層別化，投与ビタミンの種類，量などに関する検討が行われることで科学的な意義が明らかにされていくことと思われる。

【目次】
1　はじめに
2　マルチビタミンと疾病予防
3　2022年の勧告案とビタミンDほか
4　NMNニコチンアミドモノヌクレオチドなど
5　COVID-19とビタミン
6　うつ状態とビタミン
7　眼疾患とビタミン
8　ビタミン臨床研究の限界

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ビタミンと健康長寿の延伸
Vitamin and Extension of Healthy Life Expectancy

　ビタミンは正常な生理機能を営むために必要不可欠であるが，その必要量を体内で作れないので体外から取り入れなければならい有機化合物で，その必要量が微量である有機栄養素である。ストレス，免疫機能の低下，メタボリックシンドローム，生活習慣病，フレイル，サルコペニア，低栄養状態などは健康寿命を短縮させる要因となる。ビタミンはこれらの要因の軽減に重要な役割をしており，健康寿命の延伸に寄与している。しかし，ビタミンの摂取量が推奨量よりも少なく，ビタミン不足となっているビタミンがあるので，健康寿命の延伸には必要なビタミンを食餌，サプリメントなどで摂取することが重要である。

【目次】
1　ビタミンとは
2　健康寿命とは
3　健康寿命の延伸を妨げるビタミンが関係する要因
3.1　ストレス
3.2　免疫能の低下
3.3　メタボリックシンドローム
3.4　生活習慣病
3.5　認知症
3.6　フレイル・サルコペニア
3.7　低栄養
3.8　酸化ストレス

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ビタミンA 誘導体：レチノイドの構造，機能，医療応用
Structure, Function and Clinical Application of Retinoid

　これまでに，様々な構造や選択的な機能を持つレチノイド（ビタミンA 誘導体）が合成されてきた。タミバロテンは白血病治療薬として上市されたが，さらに様々な疾患に対する，新たなレチノイド療法への応用も検討されている。一方で，レチノイドの新たな機能としてnon?genomic 作用が見いだされ，注目されている。

【目次】
1　はじめに
2　レチノイド核内受容体選択的リガンドの創製
3　タミバロテン：白血病治療薬への応用と更なる医療展開
4　レチノイドのnon-genomic作用
5　おわりに

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CH3-B12（メコバラミン）の生理活性と臨床応用
Bioactivity and Clinical Application of CH3-B12（mecobalamin）

　ビタミンB12 は欠乏すると悪性貧血を呈するため，「貧血のビタミン」として知られ，結晶は赤色のため「赤いビタミン」とも呼ばれている。ビタミンB12 は人体では4 種類発見されており，うち2 種類に生理活性がある。最後に発見されたCH3-B12 は末梢性神経障害の治療薬として開発され，多くの疾患に汎用されている。CH3-B12 はリポジショニングとしてALS の治験に成功し，承認が待ち望まれている。

【目次】
1　4 種類のビタミンB12 の生理活性と吸収
2　神経系とメコバラミン
3　末梢神経障害とメコバラミン
4　ビタミンB12のトピックス
4.1　メトホルミンの長期使用によるビタミンB12の欠乏
4.2　ホモシステインが動脈硬化のリスクファクター
5　メコバラミンのリポジショニング
5.1　男性不妊症
5.2　睡眠覚醒リズム障害
5.3　認知症
5.4　ALS（筋萎縮性側索硬化症）
6　おわりに

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アスコルビン酸（ビタミンC）誘導体
Ascorbic Acid（Vitamin C）Derivatives

　ビタミンC（アスコルビン酸）の多様な作用を効果的に発揮させるために，様々なアスコルビン酸誘導体の開発が行われている。また，天然にも様々なアスコルビン酸誘導体が存在している。ここでは，アスコルビン酸誘導体を水溶性誘導体，脂溶性誘導体，両親媒性誘導体およびその他誘導体に分けて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　水溶性誘導体
3　脂溶性誘導体
4　両親媒性誘導体
5　その他誘導体
6　おわりに

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ビタミンD 不足・欠乏の現状と健康影響
Health Effects of Vitamin D Deficiency and Insufficiency

　ビタミンD の栄養状態には，「充足」「欠乏症」に加え，その間にある「不足・欠乏」の段階がある。ビタミンD の不足・欠乏は疾病リスクを潜在的に増大させ，骨代謝のみならず心血管系，免疫系，脂質代謝，COVID-19 重症化に関与すると報告されている。日本人のビタミンD 栄養状態はかつてに比べて低下しているため，栄養改善が必要である。


【目次】
1　はじめに
2　ビタミンD の供給・代謝・作用発現機構
3　ビタミンDの栄養状態
4　ビタミンDと骨
5　転倒予防におけるビタミンDの役割
6　ビタミンDの心血管系への影響
7　免疫・感染防御とビタミンD
8　ビタミンDとCOVID-19
9　おわりに

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ビタミンE エステル体の抗肥満薬としての可能性
Potential of Vitamin E Ester Derivatives as Anti-obesity Agents

　ビタミンE（VE，図1）は，代表的な脂溶性抗酸化物質として認知されており，食品等に抗酸化成分として添加されている。VE は，クロマン環構造中のフェノール性OH 基が抗酸化反応部位であることが知られており，脂質ペルオキシラジカルLOO・等を捕捉することで，活性酸素によって誘起される脂質過酸化連鎖反応を停止すると考えられている。臨床においてもVE は，抗酸化作用に基づいて，循環器疾患，脂質代謝障害，眼疾患，糖尿病，放射線障害，神経疾患，炎症性疾患，骨疾患，がん等の様々な疾患治療に用いられている。すなわち，VE の作用には，抗酸化反応部位であるクロマン環のフェノール性OH 基が重要であり，このOH 基をエステル結合によってマスクされたVE エステル体は抗酸化活性を失っているのであるが，本体のVE とは異なる多彩な作用を有することが知られている。本稿では，VE エステル体のうち，特にVE（α－トコフェロール）コハク酸（VES：図1）に焦点を絞り，その多彩な作用を紹介するとともに，最近筆者らが発見したVES の抗肥満薬としての可能性と構造活性相関に基づいた新たな誘導体開発について述べさせていただく。

【目次】
1　ビタミンEコハク酸（VES）の多彩な作用
2　VESによる脂肪蓄積抑制作用
3　新しいビタミンEエステル体の開発
4　VEジカルボン酸エステル体の作用メカニズムと炭素鎖長の関係
5　おわりに

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ビタミンE 誘導体
Vitamin E Derivatives

　ビタミンE は光と酸素により分解しやすいので，医薬品・サプリメントなどでは安定化したエステル誘導体を使用しているケースが多い。酢酸・コハク酸エステルは酵素によってフリー体となって体内に入りビタミンE の作用を発揮する。加えて，最近では，エステル誘導体そのものが抗がん作用，心臓保護作用などの機能を発揮して，注目されている。

【目次】
1　ビタミンE とは
2　ビタミンE誘導体の種類と生物活性
3　ビタミンE誘導体の物性
4　ビタミンE誘導体の体内吸収
5　注目される誘導体
5.1　ニコチン酸エステル
5.2　コハク酸エステル
5.3　リン酸エステル
5.4　ジメチルグリシン誘導体
5.5　グルコシド
5.6　その他の誘導体
6　おわりに

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ビタミンK 栄養と疾病予防
Vitamin K Nutrition in Disease Prevention

　我々は日々の食事からビタミンK を摂取しているが，ビタミンK は体内ではビタミンK サイクルと呼ばれる酸化還元サイクルで再利用されるために，極度の欠乏状態にならない限り，目立った生体機能異常を生じることはない。そのため，他のビタミンに比べ，不足や欠乏ということが意識されることは少ない。しかし，ビタミンK は血液凝固や骨形成のみならず，最近では様々な疾患において，その栄養的充足度が，疾病の発症や重症化の予防に寄与していることが明らかにされている。ここでは，ビタミンK の生理的機能と疾病予防および健康維持における重要性について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　ビタミンKの体内分布
3　ビタミンKサイクル
4　ビタミンKの生理作用
4.1　血液凝固に対する作用
4.2　骨に対する作用
4.3　血管石灰化に対する作用
5　ビタミンKの生体内変換
6　ビタミンK摂取と疾病予防
6.1　新生児・乳児ビタミンK欠乏症
6.2　骨折・骨粗鬆症
6.3　心血管疾患
6.4　脳神経変性疾患
7　おわりに

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還元型ビタミンK プロドラッグの作用と臨床応用への期待
Menahydroquinone-4 Prodrugs：Effects and Potential for Clinical Applications

　ビタミンK の多様で有用な作用を効率的に発揮させるには，menaquinone-4 の還元型menahydroquinone-4（MKH）を作用部位へ送達することが重要である。生体内還元経路や変換経路に非依存的にMKH を送達できるMKH プロドラッグの作用と期待される臨床応用について紹介する。

1　はじめに
2　VKを基本骨格とした誘導体とその効果
3　UBIAD1によるMK-4への生体内変換とワルファリン非依存性還元酵素FSP1
4　MKHプロドラッグの肝細胞がんに対する抗腫瘍効果
5　MKHプロドラッグの急性骨髄性白血病に対する抗腫瘍効果
6　MKHプロドラッグのミトコンドリア機能障害抑制効果
7　MKHプロドラッグの光安定性と光毒性
8　おわりに

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ビタミンK2 とアンチエイジング
Vitamin K2 and Anti-aging

　ビタミンK は，ビタミンK 依存性タンパク質を活性化するのに必要なコファクターであり，血液凝固，骨代謝調節，血管石灰化抑制（動脈硬化抑制）などに寄与する。最近になって，ビタミンK の抗酸化機能にも注目が集まっている。これら2 つの機能発現メカニズムにおいて，ビタミンK のなかでもビタミンK2 が特に強力に作用することが知られている。

1　ビタミンK の構造
2　ビタミンK の機能
2.1　ビタミンK 依存性タンパク質の活性化：標準（canonical）ビタミンK サイクル系
2.2　抗酸化機能：非標準（non-canonical）ビタミンKサイクル系
2.3　ビタミンKサイクルによらない機能
3　ビタミンK同族体のバイオアベイラビリティの違い
4　ビタミンKと骨代謝
4.1　納豆摂取と骨密度・骨折率
4.2　ヒト介入試験におけるビタミンKの骨代謝に対する効果
5　ビタミンK2と冠状動脈疾患
6　安全性

月刊バイオインダストリー 2023年7月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

岡部寛史　近畿大学
上野祟寿　大分工業高等専門学校
古川隼士　北里大学
八田岳士　北里大学
細見亮太　関西大学
村上由希　関西医科大学
吉田宗弘　関西大学
福永健治　関西大学
川島圭太　(地独)北海道立総合研究機構
平井慎一　立命館大学
王　忠奎　立命館大学
櫻井明彦　福井大学
畑下昌範　(公財)若狭湾エネルギー研究センター


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BIO ENERGY

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バイオリファイナリー（1）-ドロップイン バイオ燃料とその周辺-
Biorefinery (1)　-Drop-In Biofuels and the Peripheries -

ドロップインバイオ燃料 (Drop-In Biofuels)： 生物由来の液体炭化水素であって, 機能的に石油燃料と同等であり, 既設の石油インフラに完全に適合するものを言う。そこでは既設石油インフラに悪影響を及ぼす生物由来の酸素や糖などの成分は殆ど完全に除去されている。

【目次】
1　はじめに
2　バイオリファイナリーの概観
3　ドロップイン バイオ燃料
4　ドロップインバイオ燃料の定義
5　バイオ燃料による汚染とBlend Wall（ブレンドの壁）
6　結語

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BIO REVIEW

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薬剤抵抗性を生じない新規パルス高電圧殺虫技術の構築
Development of a Novel Pulsed High-Voltage Insecticidal Technology to Prevent Drug Resistance

　鶏に寄生するダニの1種類であるワクモは，産卵数の減少や貧血を引き起こすだけでなく養鶏場従事者をも襲うことから労働意欲の減少や離職にも影響しており，養鶏業界の脅威の1つである。主な防除法であったピレスロイド系殺虫剤に対する抵抗性が増える中，本研究では高電圧インパルス放電が効果的な殺虫手段であることを示した。わずか30秒で95%以上のワクモを死滅させ，紫外線やオゾンより優れた効果が確認された。

【目次】
1　はじめに
2　実験対象と実験環境
2.1　実験対象
2.2　実験装置
2.3　電気的パラメータによる殺虫率の変化
2.4　紫外線とオゾンによる殺虫率の変化
3　実験結果
3.1　放電電圧による殺虫率の変化
3.2　殺虫率の周波数依存性
3.3　電流による殺虫率の変化
3.4　パルス幅による殺虫率の変化
3.5　紫外線による殺虫率の変化
3.6　オゾンによる殺虫率の変化
3.7　電圧印加後のワクモ体表面の比較
4　各殺虫方法の比較
5　まとめ

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スケトウダラたんぱく質の摂取による加齢促進　モデルマウスの短期記憶低下予防効果
Protective Effects of Protein Derived from Alaska Pollock Against Short-Term Memory Decline in Senescence-Accelerated Mice

　魚肉たんぱく質は，日本人の重要なたんぱく質の供給源である。それにも関わらず，魚肉たんぱく質の生体調節機能に関する研究は限られている本稿では，これまでに魚肉たんぱく質の生体調節機能に関する研究を進めてきた著者らが，加齢促進モデルマウスを用いた実験で見出した，スケトウダラたんぱく質の摂取による短期記憶低下予防効果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　魚肉たんぱく質の栄養学的特性
3　魚食と認知症
4　スケトウダラたんぱく質の短期記憶維持効果
5　スケトウダラたんぱく質の短期記憶維持効果の発現機序
6　おわりに

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食品の箱詰め作業が可能な薄型ソフトロボットハンドの開発
Development of A Thin Soft Robotic Hand Capable of Food Packaging

　人手作業の多い食料品製造業において，労働力不足の影響によりロボットを活用した工程の自動化が進められている。我々は，食料品製造業の自動化に必要な食品を柔らかく把持可能なロボットハンドについて新たな製造方法を考案した。本稿では，考案した手法で食品の箱詰め作業に適した薄型ソフトロボットハンドを開発した件について紹介する。

【目次】
1　背景・目的
2　空気圧駆動のソフトロボットハンドの駆動原理
3　ソフトロボットハンドの製造方法
3.1　既存手法による薄型柔軟指の製造
3.2　新手法による薄型柔軟指の製造
4　食品箱詰め用薄型ソフトロボットハンドの設計
5　薄型ハンドの強度シミュレーション
6　薄型ソフトロボットハンドの把持力確認
7　食品の箱詰め試験
8　まとめ

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カバノアナタケの液体表面培養による抗糖化物質の生産
Production of Anti-glycation Substances by the Liquid Surface Culture of Inonotus obliquus

　カバノアナタケの天然菌核には抗酸化作用や抗腫瘍作用などを示す様々な生理活性物質が含まれている。カバノアナタケの生理活性物質が菌糸体の液体表面培養により生産可能であること，さらに得られた菌糸体にはこれまでに報告されていない抗糖化作用があることを明らかにした。また，抗糖化作用を示す主成分を同定し，その抗糖化特性について解析した。

【目次】
1　はじめに
1.1　高齢化と保健機能食品
1.2　糖化とカバノアナタケ
2　抗糖化物質の生産
2.1　カバノアナタケの培養
2.2　培養菌糸体が生産する抗糖化物質
2.3　抗糖化物質の性質
3　おわりに

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BIO BUSINESS

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日本酒の市場動向

【目次】
1　はじめに
2　生産需要動向
3　メーカー動向

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ワインとビールの市場動向

【目次】
1　ワイン
2　ビール

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香料工業

　2021 年の国内生産量は前年比99.6％の6 万4,322 トンと横ばいであった。生産金額は前年比101.1％の1,877 億3,600 万円となり，前年をやや上回った。香料には大きく分けて食品香料（フレーバー）と香粧品香料（フレグランス）があり，海外では同程度の市場を持っているが，国内ではおよそ7：1 で食品香料市場の方が大きい。2021 年の世界の香料売上高は，約375 億ドルと推定される。これはドルベースであり，現地通貨ベースでも増加している。特に中国，東南アジア市場の成長が大きい。香料は極めて嗜好性，快楽性の強い製品であるため，地域の気候，文化による差が大きく，それに対応した開発能力が求められている。

【目次】
1　需要動向
2　輸出入動向
3　安全問題への対応
4　メーカー動向
5　製品開発動向

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BIO PRODUCTS

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グリセリン脂肪酸エステル(Glycerine fatty acid ester)

ドコサヘキサエン酸(Docosahexaenoic acid，DHA)　

クエン酸カルシウム(Calcium citrate)

乳清カルシウム(Whey calcium)

月刊バイオインダストリー 2023年6月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
雑賀　高　工学院大学
湯田恵美　東北大学
杉浦元亮　東北大学
鳴瀧彩絵　名古屋大学
園木和典　弘前大学
樋口雄大　弘前大学
竹内大介　弘前大学
吉川琢也　帯広畜産大学
上村直史　長岡技術科学大学
政井英司　長岡技術科学大学


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BIO ENERGY

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エネルギーキャリアとしての尿素の可能性と研究開発の現状
Possibility of Urea as an Energy Carrier and the Current Status of Research and Development

　水素エネルギー社会の構築のためには，再生可能エネルギーから生成された水素を輸送・貯蔵する必要がある。そのための水素キャリアとしてアンモニアや尿素などが考えられる。アンモニア（NH3）は窒素と水素の化合物で，常温常圧では空気より軽く，無色で刺激臭の気体である。NH3の低発熱量は18.8 MJ/kgであり，メタノールやエタノールに近い値であるので，内燃機関や燃料電池用の代替燃料としての可能性を持っている。標準状態（25℃，101.3 kPa）における密度は0.7016 kg/m3であるが，25℃のもとで1 MPaまで加圧すれば603 kg/m3となり，あるいは101.3 kPaのもとで冷却すれば680 kg/m3となる。この時，純水素より非常に高いエネルギー密度を得ることができる1）。アンモニアが有毒であるのに対して，尿素（（NH2）2CO）は毒性のない化学物質であり，安価な肥料として広く使用されているので，水素キャリアとしての利点をいくつか持っている。尿素はまた，排水およびヒト・動物の尿中の主要成分であり，高いエネルギー密度を持っている。尿素の密度は，70 MPaの圧縮水素の2倍あり，液体水素よりも約70％大きい。さらに，ディーゼルエンジンのNOx処理システムとして実用化されている尿素SCR（Selective catalytic reduction）には，32.5％の尿素水であるAdBlueが用いられ，既存のインフラを使用して，AdBlueは世界中で広く利用可能である。
　尿素をエネルギー源とした場合，尿素から水素を生成して，燃料電池やエンジンシステムを稼働するシステムが考えられる。図1に示すように，尿素水や尿などから直接的･間接的に発電や動力を得る方法について，現在の研究状況と今後の展望についてまとめる。

【目次】
1　尿素の概要
2　エネルギーキャリアとしての新たな尿素製造/回収方法
2.1　廃プラスチックを原料としたNH3による製造
2.2　人体・家畜などからの尿素の回収による尿素製造
2.3　下水道からの尿素およびNH3の回収
3　尿素からの水素生成
4　尿素エネルギーシステム
4.1　尿素の電気分解による水素生成
4.2　排水中の尿素からの水素生成
4.3　尿素エネルギー発電システム
4.4　直接尿素燃料電池システム
4.5　車両搭載用尿素燃料電池システム
5　エクセルギー解析を用いた燃料の検討
6　おわりに

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BIO REVIEW

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脳と心拍の交信：心拍変動解析を用いた脳の状態推定と計算可能性
Communication between Brain and Heart：Eestimation and Computability of Brain States Using Heart Rate Variability Analysis.

　脳と心臓は，神経伝達物質や生理学的な機序を介して互いに連絡を取り合うことでそれぞれの機能を調整している。ストレスや疲労，情動は脳から心臓に伝わり，心拍数や血圧が上昇する（生理的反応，physiological responses）。多くの場合，情報は神経系や内分泌系によって媒介され，特定の刺激に反応して生体中で変化を生じさせる。このメカニズムは生存や環境適応に不可欠であり，ストレスや危険を察知した際に生じる闘争・逃走反応は，生理的反応として知られている。心臓もまた，神経系を通じてさまざまな情報を脳に伝えている。脳は迷走神経を通じて心拍数に関する情報を受け取り，必要性に応じて心臓に必要な信号を送ることによって心拍を調整する。心臓が1分間に送り出す血液の量（心拍出量）の情報もまた，心臓から脳に伝送されている。この情報をもとに，脳は心拍数や血圧を調節して必要量を満たすように制御している。動脈（頸動脈洞）と大動脈（大動脈弓）に存在する圧受容器（baroreceptor）を通じて，血圧や血中酸素濃度に関する情報を受け取り，血流や呼吸の調節を行なっている。このように，脳は心臓から多くの情報を受け取り，生理的反応をコントロールすることで恒常性を維持している。そして，脳と心拍の交信は，ヒトの生理学的機能の維持に重要な役割を担っている。本稿では，脳と心拍の交信ついて，脳心臓軸 （heart－brain axis， HBA） とクロストーク，心拍変動 （heart rate variability， HRV）解析からの自律神経状態推定を中心に概説し，重要な情報伝達における脳と心拍の交信モデルについて考察する。

【目次】
1　脳心臓軸（heart－brain axis, HBA）
2　心拍変動解析を用いた自律神経機能
3　マイクロニューログラフィによる神経活動記録
4　クロストークと計算可能性
5　おわりに

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小口径人工血管の創製に向けた組換エラスチンの開発
Development of Recombinant Elastin for Small-diameter Vascular Grafts

　エラスチンに見られるアミノ酸配列を単純化して作製した組換エラスチンGPGは，37℃の水中で自己集合してナノファイバーやハイドロゲルを形成する。我々は，小口径人工血管を人工材料から構築することを目指し，内皮細胞接着配列GREDVを付加した組換エラスチンGPG－REDVを作製した。GPG－REDVは，人工血管が満たすべき生物学的特性である抗血栓性，血管内皮細胞接着性および増殖性，血管平滑筋細胞の表現型維持と過増殖抑制を満足する新素材であることが示された。

【目次】
1　はじめに
2　組換エラスチン
3　小口径人工血管への応用を目指した組換エラスチンGPG－REDVの開発
4　おわりに

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化学とバイオが連携したリグニンからの芳香族ポリマー合成
Interdisciplinary Approach to the Synthesis of Poly（ethylene vanillate）from Sulfite Lign

　自然界に最も多く存在する芳香族化合物であるリグニンを芳香族ポリマーの合成原料として活用するためには，その剛直で不均一な構造に対応できる技術の創出が求められる。本稿では工業リグニンの1つであるサルファイトリグニンから芳香族ポリマー原料としての活用が提案されているバニリン酸（VA）を生産し，そしてそのリグニン由来のVAからpoly（ethylene terephthalate）の代替材料として注目されているpoly（ethylene vanillate）の合成を実験室レベルで実証した事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　不均一触媒を用いたリグニンの化学分解
3　微生物反応を利用した均質化
4　リグニン由来のVAからのpoly（ethylene vanillate）の合成
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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焼酎と泡盛の市場動向

【目次】
1　概要
2　本格焼酎の酒類と主な銘柄
3　生産需要動向
4　メーカー動向

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食品添加物工業

　高齢化や人口減少が進むわが国において，食品添加物市場は成熟化が進んでおり，近年横ばいに推移している。消費者の健康・安全への関心の高まりから一部の食品添加物に対しては忌避傾向がみられる一方，健康志向の高まり，高齢者や共働きの増加，日本食ブーム，インバウンド需要，アルコール離れ，災害用備蓄などの時勢の変化に対応した商品群は市場を拡大しており，これらに関連する食品添加物の需要は堅調に推移している。食品添加物公定書第9 版が2017 年11 月30 日に告示された。2007 年の第8 版発行から約10年ぶりの改定となり，この間に指定された89 品目が新たに収載された。2022 年6 月，指定添加物472 品目，既存添加物357 品目，天然香料612 品目が指定されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向

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脂肪酸工業

　脂肪酸は脂質を構成するほか，生体内のエネルギー源にもなる。その工業面での用途はゴム工業，塩ビ安定剤，金属石けん，界面活性剤など多岐にわたっている。わが国の脂肪酸工業は2011 年に発生した東日本大震災やそれに続く原子力発電所の稼働停止，油糧種子生産国における異常気象の頻発，原油価格の高騰，欧州債務危機による世界経済への影響，長期にわたる円高などの要因により長く低迷していた。2013 年には立ち直りの兆しが見え，生産，販売実績ともに大幅な改善を示したが，それ以降は漸減傾向が続いている。

【目次】
1　需要概要
2　輸出入動向
3　原料動向
4　メーカー概要

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飼料・飼料添加物工業

　飼料の需要量は，飼養頭数に大きく左右される。畜産は飼養者の高齢化などによる廃業が進み，一戸あたりの飼養頭数は増加傾向にあるが，全体としては徐々に減少が続いている。配合飼料は，主原料であるトウモロコシが2021 年度，米国は豊作だったがブラジルは天候不順により生産量が少なくなり，アルゼンチン産のシェアが増加した。また，飼養頭数の増加による労働力不足と利便性により，円安などによる高騰にもかかわらず，輸入飼料原料に頼る傾向にある。畜産などの成長促進に不可欠な添加物の重要性は高まり，とくに飼料用アミノ酸は，動物の排泄物による汚染解決に貢献する添加物として市場が拡大している。また，安全な国産飼料供給のためエコフィード（食品循環資源利用飼料）認証制度により飼料自給率の上昇を期待されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　飼料原料の動向
4　飼料添加物の動向
5　飼料会社の動向

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BIO PRODUCTS

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アスタキサンチン(Astaxanthin)

SOD(Super oxide dismutase)

バイオポリエチレンテレフタレート(Biopolyethylene terephthalate)　

月刊バイオインダストリー 2023年5月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


米代武司　東京大学;東北大学
斉藤昌之　北海道大学
浜岡隆文　東京医科大学
田中璃己　福岡大学
片岡直也　名古屋大学
保坂佳代子　カロリンスカ研究所
関　隆弘　カロリンスカ研究所;鹿児島大学
高橋春弥　京都大学
後藤　剛　京都大学
高橋宙大　東北大学
伊藤　亮　東北大学
松村欣宏　東北大学
稲垣　毅　群馬大学
酒井寿郎　東北大学;東京大学
小栗靖生　京都大学
池田賢司　東京医科歯科大学



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【特集】褐色脂肪細胞とベージュ脂肪細胞の多様な役割と制御機構

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特集にあたって
Introduction

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ヒト褐色脂肪組織の変動要因と肥満・メタボリックシンドローム
Regulation of Brown Adipose Tissue in Humans：Implication in Obesity and Metabolic Syndrome

　成人の褐色脂肪組織を陽電子放射断層撮影法により評価できるようになってから，ヒトでもこの熱産生組織が栄養素・エネルギー代謝を調節しており，その機能低下が肥満やメタボリックシンドロームの一因になることが明らかになってきた。ヒト褐色脂肪の活性と量は，年齢や性別，気温など様々な内的および外的要因によって影響を受け，個人差も大きいが，そのメカニズムについては未解明な点が多い。本稿ではこれらの現状について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　褐色脂肪による非震え熱産生
3　褐色脂肪によるエネルギー消費と肥満
4　褐色脂肪の全身作用とメタボリックシンドローム
5　褐色脂肪の日内・年内変動と加齢に伴う減少
6　褐色脂肪に影響する遺伝要因
7　褐色脂肪に影響する生活環境要因
8　おわりに

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運動トレーニングが褐色脂肪様組織に与える影響
The Effect of Exercise Training on Brown-like Adipose Tissue

　著しい科学技術の進歩と社会情勢の変化に伴いオンライン環境が定着し，｢身体を動かさない生活｣に拍車がかかっている。近年，褐色脂肪様組織の多い人は，適応的なエネルギー消費が高く，肥満をはじめ生活習慣病の発症リスクが低いことが報告されており，運動療法と共に抗肥満戦略の一つになることが期待されている。本稿では運動および寒冷と褐色脂肪様組織との関連についての知見を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　運動と褐色脂肪様組織
3　運動トレーニングと褐色脂肪様組織(縦断研究)
4　おわりに

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心理的ストレス性褐色脂肪熱発生の中枢回路機構
Central Circuit Mechanisms of BAT Thermogenesis to Psychological Stress

　人間関係などの心理ストレスは交感神経系を活性化し，「戦うか逃げるか」の状況下において，褐色脂肪熱産生や体温上昇を引き起こし，生命の危機的状況を有利に切り抜けることを可能にすると考えられる。本稿では心理ストレス性褐色脂肪熱産生を制御する中枢神経回路メカニズムを紹介する。

【目次】
1　ストレスとは何か？
2　ストレスによって起こる身体反応
3　体温調節に関わる褐色脂肪組織
4　褐色脂肪熱再生の制御は脳で行われる
5　心理ストレスは心因性発熱の原因となる
6　心理ストレスは延髄縫線核（rMR）の交感神経プレモーターニューロンを活性化する
7　DMH→rMR神経路の活性化は褐色脂肪熱産生を惹起する
8　腹側前頭前皮質の神経細胞群はストレス性褐色脂肪熱産生を惹起する
9 DP/DTT→DMH神経路の活性化はストレス性交感神経反応を惹起する
10　心理ストレスによる恒常的な交感神経活性化は様々な疾患を引き起こす

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がんにおける脂肪組織活性化の意義
Impact of Adipose Tissue Activation on Cancer

　脂肪組織の“活性化”とがんに関連する研究の進展は近年めざましい。がん悪液質では，がんが引きおこす白色脂肪組織の活性化がその褐色化をもたらし，亢進したエネルギー消費による脂肪の萎縮が進む。また寒冷刺激などによる褐色脂肪組織の活性化はグルコースの需要を脂肪組織で増加させ解糖優位ながんとの間でその競合を誘発し，結果として抗がん効果を引きおこす。

【目次】
1　はじめに
2　白色脂肪組織の褐色化とがん悪体液
2.1　白色脂肪組織の褐色化はがん悪液質の一病態
2.2　がん由来物質による白色脂肪組織の褐色化の促進
2.3　抗褐色化とがん悪液質改善
2.4　がん悪液質患者における脂肪の褐色化
2.5　まとめと課題
3　寒冷刺激による抗がん効果
3.1　寒冷刺激によるがん増殖の抑制
3.2　活性化褐色脂肪組織依存性のがん増殖の抑制
3.3　グルコースの競合によるがん増殖の抑制
3.4　がんにおける代謝の再プログラミング
3.5　がん患者における褐色脂肪組織の活性化
3.6　まとめと課題

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褐色脂肪細胞、ベージュ脂肪細胞の機能を制御する代謝経路
Metabolic Pathway Regulating the Function of Brown/Beige Adipocytes.

　白色脂肪細胞の褐色化は，肥満を基盤とする様々な病気の予防・改善につながる重要かつ有用な生体現象として認識される一方，その複雑な制御メカニズムについては不明確な点が多く残されている。我々は，低分子代謝物を悉皆的に解析することが可能なメタボローム解析技術を用いて，白色脂肪細胞の褐色化に関与する代謝経路の特定を行った。

【目次】
1　はじめに
2　脂肪組織の褐色化を制御する代謝経路の探索
2.1　脂肪細胞の褐色化亢進時のマウス生体内代謝変動解析
2.2　IMPDH制御による白色脂肪組織の褐色化機能解析
3　おわりに

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環境変化に伴うエピゲノム変化を介した脂肪細胞の運命決定機構
Mechanisms of Adipocyte Fate Determination Through Epigenetic Changes in Response to Environmental Fluctuations．

　生活習慣の欧米化にともない肥満・2 型糖尿病などの生活習慣病が蔓延しており，その予防・治療法の開発が喫緊の課題となっている。ヒトを含む恒温動物において，褐色およびベージュ脂肪細胞は活発にエネルギー消費し熱を産生することから，肥満症の新規治療・予防戦略のための創薬標的として注目されている。褐色脂肪細胞とベージュ脂肪細胞の2 種類の細胞は，熱産生能を有する点は共通しているものの，細胞の起源や機能制御機構は異なっている。急性の寒冷環境下では，褐色脂肪細胞が迅速に熱産生遺伝子を誘導し，熱産生機能を担うのに対し，慢性的な寒冷環境では皮下の白色脂肪組織（WAT）に，褐色脂肪細胞によく似たベージュ脂肪細胞が誘導され熱産生機能を増強し，寒冷環境に適応する。これらの熱産生脂肪細胞は活発にブドウ糖や脂肪を消費することから，これらの脂肪細胞を効率的に活性化・誘導することは肥満や代謝性疾患の予防・治療に役立つと期待されている。寒冷刺激による褐色・ベージュ脂肪細胞の熱産生機能の増強には，交感神経の活性化とβアドレナリン受容体を介した情報伝達と遺伝子発現調節が鍵になる。我々はこれまでの研究により，この活性化に不可欠なシグナル感知型エピゲノム酵素JMJD1A を同定し，その制御機構を解明してきた。本稿では，褐色・ベージュ脂肪細胞におけるエピゲノム機構について我々の最新知見を含めて概説する。

【目次】
1　褐色脂肪細胞とベージュ脂肪細胞
2　エピゲノムによる遺伝子発現制御
3　体重とエネルギー代謝を制御するシグナル感知エピゲノム因子JMJD1A
4　JMJD1Aはシグナル感知タンパク質として環境ストレスへの急性応答を担う
5　ヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aを介したベージュ化機構
6　リン酸化JMJD1Aの脱リン酸化酵素MYPT1－PP1βの同定－新規ベージュ脂肪細胞化制御因子の発見
6.1　YAP/TAZ転写共役因子
6.2　寒冷環境下でエピゲノムと転写カスケードを統合するMYPT1
6.3　PKAはMYPT1－PP1βに抑制的リン酸化を付加し，脱リン酸化活性を阻害する
6.4　脂肪細胞特異的なMYPT1欠損マウス
7　最後に

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ベージュ脂肪前駆細胞の制御機構
Regulatory Mechanisms of Beige Fat Progenitor Cells

　著者らは，一細胞RNA sequencing（RNA－seq）解析を用いることでベージュ脂肪細胞の前駆細胞を標識する新規分子マーカーを同定した。これにより，ベージュ脂肪前駆細胞の単離・解析が可能となり，同細胞の制御機構の一端を明らかにした。本稿では，著者らの研究成果を中心に最新の知見を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　ベージュ脂肪細胞の役割と起源
3　一細胞解析を用いたベージュ脂肪前駆細胞の探索
4　CD81＋前駆細胞の制御機構の解析
5　生体の恒常性維持におけるCD81の役割
6　ヒトにおけるCD81＋前駆細胞の役割
7　おわりに

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熱産生脂肪細胞と老化の影響
Thermognic Fat in Aging

　熱産生脂肪細胞は熱産生を増加させ，全身の代謝を制御する脂肪細胞であることがこれまでの研究で明らかになっている。老化に伴い熱産生脂肪細胞が減少し，その誘導低下が全身の代謝疾患の発症率増加との関連が考えられている。最近の研究では，老化によって熱産生脂肪の細胞誘導，熱産生機能が障害される分子機構も徐々に明らかになりつつある。本稿では，熱産生脂肪細胞と老化の影響に関する概説と，最近我々が熱産生脂肪細胞の老化メカニズムとして報告したBola3 というミトコンドリアのリポイル化制御分子について解説し，治療開発への期待を考えたい。
　これまでの研究により褐色脂肪細胞とベージュ脂肪細胞の2 種類の熱産生脂肪細胞が，ヒトを含めた哺乳類に存在することが明らかとなっている。ベージュ脂肪細胞は寒冷刺激などの環境要因によって白色脂肪組織中に誘導される特徴を有している。現在， 褐色脂肪細胞/ ベージュ脂肪細胞はエネルギー消費を増加させる抗肥満治療の可能性に期待が集まっている。

【目次】
1　熱産生脂肪細胞
2　熱産生脂肪細胞の分化制御機構
3　熱産生脂肪細胞の維持機構
4　熱産生脂肪細胞の生理的機能
5　新規同定されたベージュ脂肪細胞のサブタイプ
6　熱産生機構について
7　熱産生脂肪細胞と老化
8　抗加齢治療の可能性について
9　老化ミトコンドリアの制御分子Bola3

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BIO PRODUCTS

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アクリルアミド(Acrylamide)

N-アセチルグルコサミン(N-Acetylglucosamine)

ビタミンB3(ナイアシン)　(Vitamine B3)

月刊バイオインダストリー 2023年4月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


吉永萌華　東京農工大学
寺　正行　東京農工大学
山口淳一　神奈川工科大学
宮川路子　法政大学
山本兼由　法政大学
テティ マリエンティ　東京都立大学
恩田伸乃佳　東京都立大学
岡本龍史　東京都立大学
樽谷英賢　鳥取大学
石井孝佳　鳥取大学
岡久陽子　京都工芸繊維大学
丸山竜人　東京工科大学
杉山友康　東京工科大学


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BIO REVIEW

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イオン対形成駆動型ダブルクリック反応による生細胞接着技術の開発
Development of Ion-pair Driven Double Click Reagents and Their Application to Cell-cell Crosslinking

　生細胞と基質や他の細胞とを架橋する技術では，標的細胞の性質を維持するために高い反応速度が要求される。本稿ではアジド2分子を自発的に連結可能な水溶性ジベンゾシクロオクタジインの側鎖が連結反応速度に及ぼす影響の解析と，それに立脚した細胞－低分子，－基材，－細胞の高速な架橋反応について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　WS－CODYの開発
3　WS－CODYとアジド低分子との反応性解析
4　WS－CODYを用いた生細胞表面修飾
5　WS－CODYによる細胞－ガラス基材接着
6　WS－CODYによる細胞－細胞クロスリンク
7　おわりに

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ヒダントイン誘導体の合成法と誘導化法
Synthetic and Derivarization Methods for Hydantoin Derivatives

　ヒダントインを基本骨格とするヒダントイン誘導体は生物活性を示すものが多く，医薬品開発の基本骨格として利用されてきた。ヒダントイン誘導体の変換法は古くから報告がされており，2つの手法に大別できる。また，ヒダントイン誘導体の置換基を導入する手法についても並行して検討がなされており，位置選択的な導入法が報告されている。本稿では，それぞれの合成手法の特長等について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　生物活性を示すヒダントイン誘導体あるいはヒダントイン部を有する医薬品例
2.1　抗けいれん薬
2.2　抗がん活性
2.3　抗炎症
2.4　抗バクテリアおよび筋弛緩剤
3　ヒダントイン誘導体の合成法
3.1　置換ヒダントインの合成法
3.2　多置換ヒダントインの合成法
4　ヒダントイン誘導体の誘導化法
4.1　ヒダントイン1位における誘導化法
4.2　ヒダントイン3位における誘導化法
4.3　ヒダントイン5位における誘導化法
4.4　マルチポジションでの誘導化法
5　まとめ

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水素・栄養療法のすすめがんの放射線治療に対する水素ビタミンC併用療法：宮川メソッド
Recommendations for Hydrogen and Nutritional Therapy.Hydrogen Vitamin C Combination Therapy for Radiation Therapy of Cancer

　水素とビタミンCはそれぞれ，研究によって多くの健康効果が確認されている。この2つを組み合わせる水素ビタミンC併用療法は様々な疾患に対する効果を発揮できると考えられる。特にがん治療においては，抗がん剤，放射線治療の副作用を軽減し，さらに直接的な抗がん効果も期待されており，どちらもほとんど副作用がなく，比較的安価で導入が可能である。本稿では，水素・栄養療法，そしてとくに水素ビタミンC併用療法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　水素・栄養療法　健康づくりの3本柱：栄養摂取，腸活，血管活
3　水素の健康効果
3.1　水素は腸内でつくられる?百寿者の健康と水素?
3.2　水素の効用と，効果が期待できる疾患
3.3　水素の抗がん効果
4　水素ビタミンC併用療：宮川メソッド
4.1　父の放射線治療における障害抑制効果
4.2　水素ビタミンC併用療法の基礎研究
4.3　水素ビタミンC併用療法のがん予防効果
4.4　水素ビタミンC併用療法によるがん治療の副作用軽減効果
4.5　水素ビタミンC併用療法の取り入れ方

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HoSeI法による大腸菌ゲノムデザインとその金属資源化への応用
Genome Design of Escherichia coli by the Genome Editing HoSeI（Homologous Sequence Integration）Method for Creation of Metal Resource

　マーカー遺伝子が不要なゲノム編集HoSeI法により，大腸菌ゲノム上で複数の遺伝子を改変させるゲノムデザインが可能となった。この技術によって，パラジウム蓄積能を高めたゲノム編集大腸菌を単離した。HoSeI法を解説するとともに，希薄金属環境からゲノム編集大腸菌に金属濃縮させる新しい金属資源化について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　大腸菌ゲノムを改変する技術開発
3　大腸菌ゲノムを複数編集できるHoSeI法
4　ゲノム改変大腸菌をもちいたパラジウム資源化
5　おわりに

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イネコムギとトウモロコシコムギ：三大穀物間における遺伝資源の相互利用
Oryzawheat and Zeawheat：Mutual Utilization of Genetic Resources Among The Three Major Cereal Crops

　世界の穀物生産の約9割はイネ，コムギ，トウモロコシの三大穀物で占められているが，それはこれら作物の農業上の遺伝的特性が特に秀でているからであり，また，三大穀物間における環境耐性能も大きく異なる。これらのことから，三大穀物の遺伝資源を相互活用した新作物の作出が待ち望まれている。本稿では，我々が最近創出に成功した三大穀物間の交雑作物，イネコムギおよびトウモロコシコムギ，に関して報告したい。

【目次】
1　はじめに
2　顕微授精法による生殖的隔離機構の克服
3　イネコムギ（Oryzawheat）の作出，ゲノム組成，形質評価
4　トウモロコシコムギ（Zeawheat）の作出
5　おわりに

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医療・食品用途を指向した機械解繊シルクフィブロインナノファイバー複合材料の開発
Silk-fibroin Nanofiber Reinforced Composites for Medical and Food Applications

　フィブロインとは繊維状のタンパク質の一種で，カイコの繭の主要成分である。機械解繊という手法を用いて製造されるフィブロインナノファイバーは，天然の結晶形態を維持しており，力学物性や耐熱性に優れる。本稿では，これまでに明らかになった機械解繊フィブロインナノファイバーの基礎物性と補強用繊維としての機能について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　機械解繊フィブロインナノファイバー
3　キトサン・フィブロインナノファイバー複合フィルム・ゲル
4　ゼラチン・フィブロインナノファイバー複合フィルム・ゲル
5　おわりに

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痛み止め医薬品「セレコキシブ」の新たな抗がん作用機構を発見-ミトコンドリアを介したがん細胞死誘導のメカニズム検証-
Effects of the Anti-inflammatory Drug Celecoxib on Cell Death Signaling Via Mitochondria

　セレコキシブはシクロオキシゲナーゼ－2（COX－2）を選択的に阻害する非ステロイド抗炎症薬（NSAIDs）であり，ロキソプロフェンやアセトアミノフェンと共に代表的な痛み止め医薬品として知られている。一方，セレコキシブは抗がん作用を有することも注目されているが，その分子機構については十分に解明されていない。そこで，セレコキシブの抗がん作用における新たな知見を得ることを試みた。

【目次】
1　はじめに
2　ミトコンドリア膜電位
3　セレコキシブがミトコンドリアに与える影響
4　TMEM117の発現変動がミトコンドリアに与える影響
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模はすでに1 兆円を超えている。特に新型コロナウイルス蔓延以降は，抗ウイルス作用に注目が集まり，非常に速いスピードでの市場が成長している。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

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健康食品・機能性食品工業

　2021 年度の特定保健用食品（トクホ）市場規模は5,510 億円（前年比98.2％）と推定され，市場は縮小傾向にある。新型コロナウイルスへの抵抗力向上目的で乳酸菌関連が，また外出自粛により生活習慣病関連商品の需要が高まったが，全体としては新製品開発の停滞，機能性表示食品への移行等がマイナスに影響した。一方，機能性表示食品の市場規模は4,266 億円（前年度比130.0％）と推定され，前年に引き続き市場は大きく拡大した。コロナ禍の影響により，生活習慣病対策関連や抗ストレス・睡眠改善関連商品が市場をけん引した。2021 年度は全体的な届出件数の増加に加え，「健康な人の免疫機能の維持」ほかいくつかの新規機能性の届出が認可され，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きはさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向

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産業用酵素工業

　産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2021 年の世界市場は推計で7,300億円と推計される。さらに2025 年には1 兆円を超え，年6.6％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

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BIO PRODUCTS

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システインプロテアーゼ(Cysteine protease)


リポキシゲナーゼ(Lipoxygenase)

月刊バイオインダストリー 2023年3月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


野中　寛　三重大学
石原雄大　日本モウルド工業㈱
根本純司　北越コーポレーション㈱
酒井日出子　(地独)東京都立産業技術研究センター
三宅　仁　アイ－コンポロジー㈱
梶川翔平　電気通信大学
三木恒久　(国研)産業技術総合研究所
足立幸司　秋田県立大学
中西昭仁　東京工科大学
福西広晃　東京工科大学
河田幸視　近畿大学
ユソフ・M.・ファティマ　マレーシアプトラ大学;国際水産養殖・水生科学研究所



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【特集】パルプや木質の成形技術 ─100％バイオマスプロダクトを目指す─

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特集にあたって
Introduction

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パルプモールドの需要や開発動向
The Molded Fiber Market Outlook / Development and Trends

　パルプモールドとは新聞・雑誌・段ボール等の古紙を主原料とし，所定の形状の方に張った金網により原料を漉き上げ，乾燥させた紙成型品を示す。手抄き和紙と製造方法における基本コンセプトを同一とする。一般的には鶏卵・青果物・工業品等の緩衝材として段ボール内でクッション材として利用され，近年では脱プラを意識したパッケージとして外装そのものをパルプモールドにて採用するケースも増えている。

1　歴史
2　製造方法
3　世界情勢
4　国内情勢
5　環境性能
6　開発動向

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成形可能なオールセルロース材料バルカナイズドファイバー
Moldable All-cellulose Sheet“Vulcanized fiber”

　ナノおよびマイクロサイズのセルロースが融合したオールセルロース材料「バルカナイズドファイバー」は，環境，機能，感性という3 つの価値のバランスに優れる。従来から構造材としても利用されてきたが，成形を含む加工についての情報は少なかった。本報告では，材料の歴史や特徴などを概説するとともに，接着や成形加工などの基礎的知見も紹介する。

1　はじめに
2　歴史
3　構造
4　物理的な特徴
5　加工
5.1　接合方法の検討
5.2　成形加工の検討
6　おわりに

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100％天然素材を用いたストロー試作
Prototype Straws Made From 100％ Natural Materials

　プラスチックストローは身近な製品として使用されている。しかし，世界各地で海洋汚染問題が注目される中，プラスチックストロー廃止の動きが世界的に進められている。そこで，環境負荷が少なく，使用時に安全性の高い，100％天然素材でできたストロー試作をした。その結果，使用可能なストロー試作ができた。

【目次】
1　はじめに
2　試作
2.1　材料
2.2　実験
3　結果と考察
4　おわりに

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成形自由なウッドプラスチック「i－WPC」及び海洋生分解性バイオマス複合プラスチック「Biofade」
Moldable Wood Plastic Composite “i-WPC” and Marine Biodegradable Biomass Composite“Biofade”

　2021 年から日本においても「脱炭素」が叫ばれるようになり，ポリマー材料もバイオマス由来への転換が少しずつ図られている。近年のバイオマス複合プラスチック材料は，バイオベース度向上だけでなく，成形法の多様化が大きく進化し幅広い利用が可能となっている。さらに陸上環境はもとより海洋での生分解性までも実現可能となってきた。

【目次】
1　はじめに
2　先進的な木粉プラスチック複合材料「i－WPC」（Innovative WoodPlastic Composite）
2.1　先進的ウッドプラ複合材「i－WPC」の概要
2.2　i－WPCの物性
2.3　i－WPCの成形
3　海洋生分解性バイオマス複合材料「Biofade」
3.1　海水での生分解性
3.2　Biofadeの概要
3.3　Biofadeの生分解性
3.4　Biofadeの物性
3.5　Biofadeの成形
4　おわりに

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スクロースおよびクエン酸混合木粉の射出成形および押出し成形
Injection Molding and Extrusion of Wood Powder Combined with Sucrose and Citric Acid

　100％バイオマスプロダクトを効率的に製造する方法として，天然由来資源であるスクロースおよびクエン酸をバインダとして木粉に混合し，成形加工する技術を開発した。加工条件を適正化することによって，木粉は良好に熱流動し，射出成形や押出し成形によって外観や特性に優れた成形品を得ることに成功した。

【目次】
1　はじめに
2　スクロースおよびクエン酸混合木粉の流動性
3　スクロースおよびクエン酸混合木粉の射出成形
4　スクロースおよびクエン酸混合木粉の押出し成形
5　おわりに

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木質系素材の組織構造を活かした三次元成形と複合材料化（木質流動成形）
Flow Plastic Forming of Wood-based Compoistes with Fiber Cell Structures

　国立研究開発法人 産業技術総合研究所では，木質系素材のマテリアル利用を加速するための複合材料化ならびに成形加工の要素技術の開発に取り組んできた。本報では，木質系素材の極限物性である塑性流動を利用した成形手法と得られる成形品の信頼性を高めるための他の物質との複合材料化の例を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　木質系素材の固相流動化
3　木材の変形・流動特性
4　半密閉金型を用いた水膨潤木材の成形
5　各種膨潤木材の大気圧下での変形挙動と成形
6　木質流動成形の実例
7　おわりに

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木材の立体形状加工
Solid Shape Processing of Wood

　再生可能資源への転換や新たな付加価値のために木材を活用した部材・製品開発の動きが活発化する中，自由度の高い形状に応える立体形状加工の進歩も期待されている。今回は，展延性や熱流動性に乏しい木材の加工特性と木材加工技術体系を交えながら近年の取り組みについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　木材の立体形状加工
3　おわりに

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BIO REVIEW

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AI を用いた微生物混合液の解析手法開発～バイオプラスチックスや食品の発酵生産などの応用に向けて～
Development of an Analytical Method of Microbial Mixtures with AI Aiming to Applied Use for Bioplastic-and Fermentation-production

　従来，食品産業を中心に微生物叢を用いた発酵生産がなされてきたが，その生産方法は経験に大きく依存してきた。近年微生物に対する解析方法は躍進し，特に微生物から一度に得られる情報を網羅的に解析する手法が大きな進展を見せている。しかし解析対象を単一微生物ではなく微生物叢とするとき，複数の微生物応答を対象にしなければいけないことや，その上で異なる種類の網羅解析情報を統合しなければいけないことなど，解析作業が人の手に収まりきらない現状に直面している。そこで，人工知能 （AI） を用いて網羅解析を行うことによって，微生物叢の発酵生産を理解し制御することを最終目標とする研究がすすめられた。微生物叢の情報をAIで網羅解析する第一歩として，explainable AI （XAI） 技術に基づいて，微生物混合液の微生物組成を吸光スペクトラムから簡便に予測するモデルを開発した。これらの技術は微生物叢の発酵生産に大きく寄与できる可能性があり，バイオプラスチックスの原料生産や食品の発酵生産に貢献しうると考えたので本稿にてまとめて説明する。

【目次】
1　微生物混合液におけるAI技術を用いたオミクス解析の可能性
2　吸光スペクトラムデータを用いたAIによる微生物混合液の微生物組成の予測
3　今後の展望

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トロピカルフルーツを加えた餌によるマレーシア産mahseer Tor tambroides（Bleeker, 1854）の養殖実験
Aquaculture Experiment of Malaysian Mahseer, Tor tambroides（Bleeker, 1854）using Tropical Fruits Containing Diets

　本稿は，コイ科のTor. tambroidesを対象としたフルーツ魚の養殖実験を，背景等にも触れながら紹介する。2節では，野生でフルーツを採餌する魚を概観し，3節では，フルーツ魚の研究事例を整理した上で，どのような背景や目的で取り組まれ，どんな効果があるかを整理する。4節では，養殖実験で，体重増加や生存率が向上したことを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フルーツと魚
2.1　魚類とフルーツ
2.2　魚料理とフルーツ
3　フルーツ魚
3.1　フルーツ魚の火付け役と事例数
3.2　背景・目的，効果
4　マレーシアにおけるフルーツ魚の研究
4.1　養殖対象魚種
4.2　先行研究
4.3　研究1の概要
4.4　研究2の概要
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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化粧品工業

　2021 年の化粧品の出荷実績は出荷個数25 億2,596 万個（前年比92.9％），出荷金額1兆3,529 億円（前年比91.5％）となり，市場が縮小している。新型コロナウイルス感染症の世界的な大流行により，外国人旅行者によるインバウンド需要が消失，外出自粛や店舗休業などによりメイクアップを中心とした化粧品の国内需要は2020 年に続いて大幅に減少した。海外に目を向けると，ヨーロッパでは化粧品に対する環境規制が厳格化，環境フットプリント（足跡）を踏まえた対応が日本メーカーに求められている。また東アジア市場では韓国・中国の化粧品メーカーが台頭し，国際競争が激化している。国内市場の低迷打破と海外市場でのビジネス戦略など日本の化粧品メーカーの課題は多い。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日本メーカーの技術開発

月刊バイオインダストリー 2023年2月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


新井紀恵　林原㈱
坂崎未季　DM三井精糖㈱
永井幸枝　DM三井精糖㈱
境　洋平　森永乳業㈱
長島英里子　焼津水産化学工業㈱
田中智子　江崎グリコ㈱
野村　圭　昭和産業㈱
古根隆広　㈱シクロケムバイオ
近本啓太　㈱シクロケムバイオ
上野千裕　㈱シクロケムバイオ
長谷川莉沙　㈱シクロケムバイオ
石田善行　㈱シクロケムバイオ
中田大介　㈱シクロケムバイオ
寺尾啓二　㈱シクロケムバイオ;神戸大学大学院
柳原和典　日本食品化工㈱
白井　理　京都大学


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【特集】機能性オリゴ糖

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トレハロースの特性と健康維持や運動パフォーマンスへの貢献
Properties of Trehalose and Its Effects on Health Maintenance and Exercise Performance

　トレハロースは，食品加工分野で利用され，サステナブルな食料システムに貢献する糖質である。他にも様々な用途があるが，ここでは，トレハロースの生理機能に焦点をあて，血糖値やインスリン値への影響，健康維持や運動時のエネルギー源としての活用についてのエビデンスを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　トレハロース摂取による血糖値及びインスリン値の推移
3　トレハロースの耐糖能改善効果
4　トレハロースの運動パフォーマンスに与える影響
4.1　 トレハロース摂取による運動パフォーマンス向上
4.2　 トレハロースのマウスリンスが運動パフォーマンスに与える影響
5　おわりに

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パラチノース（イソマルツロース）の新たな知見と活用
Novel Findings and Practical Uses of Palatinose（ Isomaltulose）

　パラチノースは一般的な糖質と比べて消化吸収のスピードが緩慢な二糖類である。35年以上にわたる販売実績があり，非う蝕性，血糖値上昇抑制などの機能特性が報告されてきたが，近年は健康寿命の延伸に寄与する研究，あるいはスポーツ・作業時など特定の場面に適する知見が多数報告されている。本稿では，ここ数年の研究成果とその活用可能性について紹介する。

【目次】
1　緒言
2　パラチノースが血管機能に与える影響
3　パラチノースが運動時の水分補給に与える影響
4　パラチノースが作業時の注意力や眠気に与える影響
5　おわりに

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ラクチュロース
Lactulose

　難消化性オリゴ糖のラクチュロースは腸内のビフィズス菌を増やすことからプレバイオティクスの一種である。加えて便通を促進するなど整腸作用を有し，特定保健用食品の関与成分や機能性表示食品の機能性関与成分として活用されている。また食品としてだけでなく医薬品としても日本を含め世界中で利用されている。
　
【目次】
1　はじめに
2　ラクチュロースとは
3　ラクチュロースの食品としての機能
3.1　ビフィズス菌増殖作用
3.2　便通促進作用
3 3　ミネラル吸収促進作用
3.4　血糖値への影響
4　ラクチュロースの医薬品としての機能
4.1　便秘薬
4.2　高アンモニア血症の治療薬
5　ラクチュロースを用いた検査
5.1　腸管壁バリア機能の評価
5.2　呼気水素ガス試験
6　安全性
7　加工特性
8　おわりに

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機能性食品素材「キチン・キトサンオリゴ糖」の応用
Applications of Functional Food Ingredients Chitin and Chitosan Oligosaccharides

　キチンオリゴ糖はカニ，エビなどの甲殻に含まれる高分子多糖類のキチンを部分加水分解することで得られるオリゴ糖である。一方で，キトサンオリゴ糖はキチンの脱アセチル化体であるキトサンの部分加水分解により作られるオリゴ糖である。当社では，これらのオリゴ糖の有する機能性に着目し研究開発を行ってきた。ここでは，キチン・キトサンオリゴ糖の機能性食品素材としての特性および機能性について紹介する。

【目次】
1　概要
2　製造方法
3　特性
3.1　味質と甘味度
3.2　溶解度
3.3　pH安定性
3 4　難消化性
3 5　腸内細菌利用性
4　安全性
5　キチンオリゴ糖の生理機能
5.1　免疫賦活作用（リンパ球を用いた検討）
5.2　免疫賦活作用（マウス単球細胞 RAW264.7を用いた検討）
5.3　抗腫瘍作用（マウスを用いた検討）
6　キトサンオリゴ糖の生理機能
6.1　免疫賦活作用
6.2　抗腫瘍作用
6.3　抗菌作用
7　応用
8　おわりに

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リン酸化オリゴ糖カルシウムの機能性と製品応用
Functionality and Product Application of Phosphoryl Oligosaccharides of Calcium

　健康長寿実現において，口腔の健康維持は欠かせない重要な因子である。これまでは口腔ケアにアプローチする糖質として，酸を産生しない糖アルコールを活かしたシュガーレス製品が主であったが，本稿では澱粉研究に基づき開発された高水溶性カルシウム：リン酸化オリゴ糖カルシウム（POs－Ca）を歯質強化に応用した基礎研究から製品応用までを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　研究の背景
3　カルシウムによる初期う蝕へのアプローチ
4　初期う蝕の再結晶化
4.1　歯エナメル質の構造
4.2　初期う蝕の結晶評価法の確立
5　リン酸化オリゴ糖カルシウム（POs－Ca）の初期う蝕への応用
5.1　初期う蝕の結晶化
5.2　 初期う蝕の再石灰化・再結晶化の最適条件探索
5.3　POs－Caとフッ化物併用可能性の検討
5.4　POs－Caとフッ化物併用最適条件の探索
6　製品応用
7　おわりに

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イソマルトオリゴ糖
Isomaltooligosaccharides

【目次】
1　はじめに
2　製造方法と製品組成
2.1　製法
2.2　製品の糖組成
3　製品特性
3.1　甘味特性
3.2　保湿性
3.3　耐熱性，耐酸性
3.4　メイラード反応
3.5　発酵性
3.6　食品用途への応用例
4　生理的な特徴
4.1　ビフィズス菌の増殖効果
4.2　消化性
4.3　安全性
5　分岐構造に着目した糖化製品
6　おわりに

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α－シクロデキストリンの機能性
Functionalities of α-Cyclodextrin for Health

　α－シクロデキストリン（α－CD）は，6 つのグルコースが環状に連なった構造を持つ環状オリゴ糖の一つであり，難消化性かつ発酵性を有している。α－CD の大きな特徴は，疎水性分子を自身の環状構造に取り込む，いわゆる包接作用を有していることや，グルコースのみの単純な構造をしているために腸内細菌によって資化された際，非常に効率よく短鎖脂肪酸が作られることである。これらの特徴により，α－CD は他のオリゴ糖や食物繊維にはないユニークな機能を発揮する。本章では，α－CD の包接作用を介した小腸における機能とプレバイオティクスとしての大腸における機能について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　包接作用を介したα－CDの小腸における機能性
2.1　食後血糖値の上昇抑制効果
2.2　脂質プロファイルの改善効果
2.3　界面活性剤や過酸化脂質の腸管細胞毒性に対する保護効果
3　プレバイオティクスとしての大腸における機能性
3.1　資化性の特徴
3.2　腸内細菌叢の改善と抗肥満効果
3.3　短鎖脂肪酸の増加を介した種々の健康効果
3.4　抗動脈硬化
3.5　運動パフォーマンスの向上効果
3.6　炎症性腸疾患の抑制効果
3.7　抗アレルギー効果
4　おわりに

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β－シクロデキストリン
β-Cyclodextrin

【目次】
1　はじめに
2　製造法
3　物性
4　関連法規等
5　利用例
5.1　難水溶性物質の溶解性改善
5.2　水溶液の安定化
5.3　抽出への利用
5.4　苦味の抑制
5.5　粉末化による香料の徐放
6　まとめ

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BIO ENERGY

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イオンの膜透過を利用した発電法―電気魚による発電と逆電気透析発電―

【目次】
1　はじめに
2　電気魚の発電方法について
2.1　電気魚の発電器官とその発電方法
2 2　電気魚の発電器官を模倣した発電システム
3　逆電気透析発電について
3.1　逆電気透析発電の発電原理
3.2　逆電気透析発電の現状と課題
3.3　塩分濃度差発電のさらなる高出力化について

月刊バイオインダストリー 2023年1月号（電子版）

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


遠藤雅人　東京海洋大学
増田篤稔　玉川大学
那須一男　㈱ピーエムティー
延東　真　東京海洋大学
高橋明義　北里大学
水澤寛太　北里大学
都留久美子　大分県南部振興局
中島智優　大分県農林水産研究指導センター
野田　誠　大分県農林水産研究指導センター
古川　大　神奈川県水産技術センター内水面試験場
鈴木将平　神奈川県環境農政局
中村良成　神奈川県環境農政局
清水大輔　(国研)水産研究・教育機構
秋山信彦　東海大学
高橋亮平　日建リース工業㈱
田丸　浩　三重大学
堀　克敏　名古屋大学

　
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【特集】陸上養殖とスマート養殖の開発動向

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陸上養殖の現状と展望（特徴，養殖対象種と産業，今後の方向性）
Current Status and Prospects of Land-based Aquaculture（Characteristics，Target Species and Industries，and Future Direction）　

　世界における水産養殖の生産量は急激な増加をたどっているが，日本では微減傾向にある。これは養殖適地や経営体数の減少が関連している。このことからこれまでの沿岸域でのいけす養殖に加え，陸上および沖合養殖といった養殖形態の多様化による増産が求められている。また，さまざまな専門技術を必要とする養殖へデジタル技術を導入して生産性や安定性の向上，省力化を目指す動きが急速な勢いで進められている。今回は陸上養殖の現状と展望についてこれらの新技術の動向も含めて解説する。

【目次】
1　水産における養殖の現状と陸上養殖の役割
2　養殖形態と循環式養殖技術
3　環境制御と物質循環
4　養殖対象種と産業
5　IoT・AI技術を活用した陸上養殖のスマート化

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陸上養殖における部分機能と全体システムの解説とアワビに関する研究事例の紹介
Explanation of Partial Functions and Overall System in Land-based Aquaculture and Introduction of Research Cases on Abalone

　2022年11月15日，世界の人口が80億人を超えた。2080年代には104億人のピークに達すると予測されている。気候変動は，食料生産量が不安定になるので，食料増産では，従来の生産技術に加えてカーボンニュートラルが一層重要視される。カーボンニュートラルを目指す陸上養殖の施設は，最も低エネルギーかつ安く生産できる施設でもあり，その施設設計の一部を検討した。

【目次】
1　背景
2　目的
3　陸上養殖の暫定的な定義と水産業での慣習
4　陸上養殖システムの設計方法の提言
4.1　養殖水槽における物質収支
4.2　養殖で用いられる具体的な数量について
5　アワビ陸上養殖システム可能性の検討
5.1　夏期時の高水温における影響ならびに水温コントール下での飼育事例
5.2　アワビ完全循環養殖の事例紹介
5.3　事前実験のすすめと設計方程式の融合
6　おわりに

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キャビテーションバブル＋UV 照射によるオゾン水生成と魚介類への殺菌利用
Generation of Ozone Water by Cavitation Bubble ＋UV Irradiation and Sterilization Use for Fish and Shellfish　

閉水系陸上養殖と省エネ技術について
　漁業従事者の減少により，漁獲量の低下が進んでおり，海水温上昇による赤潮被害の影響や魚病発生のリスクも高まりつつある。従来の漁業により得られる食料体制では安定した食料の供給が厳しい状況が予測されており大きな問題である。その為，漁業権に制約されない閉水系陸上養殖によるSDGsな生産技術が望まれている。

1　はじめに
2　魚病対策の背景と省エネ技術の目的
3　従来技術と課題
4　新たな水質管理技術について
4.1　UVキャビテーションバブルによるオゾン水生成装置について
4.2　RDS溶解を組み合わせたオゾン水生成濃度調整について
4.3　オゾン氷の生成装置と活用について
4.4　UVチタン光触媒処理装置について
4.5　UVオゾン水生成とUVチタン光触媒処理の併用について
5　高鮮度処理技術を活かした商品展開について
6　殺菌水を利用した殺菌氷について
7　まとめ

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好気的脱窒を用いた完全閉鎖循環式陸上飼育システムと高品質・好成長養殖，活魚の在庫化
Closed Recirculating Aquaculture System with Aerobic Denitrification，Enabling High-quality， High-growth， and Inventory of Live Fish

　高性能の好気的脱窒装置を開発し，泡沫分離機との併用で完全閉鎖循環式陸上飼育システムを完成させた。飼育水の清浄性と脱窒を両立させて，高品質・好成長で環境負荷が少ない魚介類の養殖，活魚の在庫化を実現し，新しいビジネス展開や福祉との連携への途を開いた。

【目次】
1　はじめに
2　閉鎖循環式陸上養殖
3　好気的脱窒
4　好気的脱窒と泡沫分離を用いた完全閉鎖循環式飼育システム
5　事業化に向けて
6　おわりに

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緑色光照射のカレイ・ヒラメ類養殖への貢献
The Impact of Green Light Illumination on Flatfish Raising

　緑色LED 光がカレイ・ヒラメ類の促成に有効であることをマツカワ，ホシガレイ，ヒラメ，マコガレイにおいて明らかにしてきた。これらは高級魚であり，生産増は生産者の事業意欲を高めるほかある程度価格と連動するため消費者の購買意欲も刺激するであろう。新聞報道などにもとづいて「光養殖」の応用における現状を探る。

【目次】
1　はじめに
2　ヒラメ
2.1　先行研究
2.2　大分県における実証試験
2.3　夏季試験
2.4　秋冬季試験
2.5　普及活動
2.6　緑色LED光の組織学的および生化学的効果
3　マコガレイ
3.1　大分県での実証試験
3.2　神奈川県での実証試験
4　マツカワ
5　ホシガレイ
6　学術的課題

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地下海水を利用した陸上養殖
Land Aquaculture Using Ground Seawater　

　海岸に近い場所では，井戸を掘ることで浸透している海水の取水が可能である。この様な海水は砂で濾過されているので，寄生虫や海洋生物の幼生などが入り込まない。更に年間を通して温度が一定の地下海水の場合には，温度調節なしで掛け流しでの陸上養殖が可能である。ここでは，地下海水の特性と，地下海水を利用した陸上養殖について解説する。

【目次】
1　地下海水の特性
1.1　沿岸水について
1.2　地下海水の優位性
1.3　地下海水の問題点
2　地下海水の掛け流しによる陸上養殖
2.1　飼育可能な生物
2.2　注水・排水
3　地下海水を利用したトラウトサーモンの養殖
3.1　事業化の経緯
3.2　事業化にあたっての課題と解決
3.3　産学官連携による取り組み
3.4　三保サーモンの評価
3.5　今後の課題
3.6　今後の展望

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微生物飼料を活用した次世代陸上養殖の展開
Development of Next Generation Land-use Aquaculture Using Microbial Feeds

　気候変動問題や海洋プラスチックごみ問題，パンデミックのリスクなど，地球規模課題が現実の脅威となる中，「持続的な経済成長」と「食料安全保障」の両立は，ポストコロナを見据えたバイオエコノミーを占う鍵となる。陸上養殖は気候変動や防災への対策が可能な動物性タンパク質生産技術であり，微生物パワーを利用することで地域内でサプライチェーンを構築するできる可能性がある。

【目次】
1　はじめに
2　エビ養殖に替わる代替肉について
3　代替肉需要増加の背景
4　陸上養殖の現状
5　淡水・海産の陸上養殖の例
6　魚粉に替わる微生物飼料の開発
7　おわりに

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BIO BUSINESS

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再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012年の260億円から急速に拡大し，2030年には1.6兆円に達すると予測されている。2014年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

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BIO PRODUCTS

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ビタミンB2(Vitamine B2)

ペルオキシダーゼ(Peroxidase)

月刊バイオインダストリー 2022年12月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


中川　凌　岡山大学
仁科勇太　岡山大学
池田　信　PHC㈱
高原佳史　PHC㈱
橋本直己　電気通信大学
西口昭広　（国研）物質・材料研究機構
田口哲志　（国研）物質・材料研究機構
櫨川　舞　福岡大学
八尾　滋　福岡大学
北田昇雄　電気通信大学
古川紗帆　岐阜大学
川口馨加　岐阜大学
溝口桃加　岐阜大学
竹森　洋　岐阜大学
　


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BIO ENERGY

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グラフェン3D電極を基板としたグルコースバイオ電池

【目次】
1　はじめに
2　3Dグラフェンの作製法とバイオ燃料電池への適用
3　グルコースバイオ燃料電池の電極への3Dグラフェンの適用
3.1　化学気相蒸着（CVD）法による作製
3.2　電気泳動堆積法（EPD法）による作製
3.3　減圧濾過による自立膜の作製
3.4　水熱ゲル化法
4　まとめ

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BIO REVIEW

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血糖自己測定用グルコースセンサ-商品化を実現した技術開発-

【目次】
1　糖尿病と血糖自己測定
2　SMBGシステムの概要，使用方法
3　技術開発
3.1　センサ構造
3.2　電極形成
3.3　反応試薬
4　性能評価
5　最後に

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直接触れて体感できる動的プロジェクションマッピング
Dynamic Projection Mapping That Can be Experienced by Directly Touching Targets

　本稿では，投影対象に直接触れて操作可能な動的プロジェクションマッピングを実現するための手法について述べる。動的プロジェクションマッピングにおける課題を示したのち，これらを市販されているプロジェクタやカメラを用いて解決する現実的な手法を示す。そして，実際に対象を手で把持した状態での映像投影結果を示す。

1　はじめに
2　技術的な取り組みと課題
3　輪郭に基づいた頑健な位置姿勢推定
4　正確な映像投影のための遅延補償技術
5　触れる動的プロジェクションマッピング
6　おわりに

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術後合併症を予防するホットメルト組織接着剤開発
Development of Hotmelt Tissue Adhesives to Prevent Postoperative Complications

　組織接着剤は，創部をゲル層で被覆し保護する医療材料であり，術後合併症の予防や低侵襲治療の発展を支えている。本稿では，術後合併症の予防に向けた医療用組織接着剤の材料設計について解説し，当グループで行っているホットメルト組織接着剤の開発に関して紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　組織接着剤の開発
3　ホットメルト組織接着剤
4　おわりに

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再生医療への応用を目指した生体適合素材で作製する細胞支持フィルムの開発
Development of Cell Support Film Using Biocompatible Materials for Regenerative Medicine
　
　再生医療の発展には，その基盤を支える細胞シート作製技術の加速化が重要である。我々は，細胞シート作製後に薄く破れやすい細胞シートをシートの形状を維持したまま培養皿から運搬するためのフィルム開発に取り組み，運搬だけでなく多層化技術への応用と新規薬物デバイスとしての可能性を見出したのでその成果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　細胞シート作製技術に関するこれまでの取り組み
3　市販技術としての細胞支持体と課題
4　生体適合フィルムの性能について
4.1　細胞シートに対する吸着性
4.2　接触角
4.3　加水分解速度
5　多層化について
6　その他の細胞シート培養技術関連の研究の動向について
7　おわりに

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生物発光システムを用いた新規発光イメージング技術の開発
Development of Bioluminescence In Vivo Imaging Systems

　ホタルやオワンクラゲなどの発光生物が示す発光は非常に高効率で有用な発光システムであることが知られており，様々な分野に応用されてきた。その中でも，生きている生物の生体内を観察することのできる，発光イメージング技術としての応用は，ライフサイエンス分野の発展に欠かすことが出来ない。本稿では生物発光システムが実際にどのようにイメージング技術として応用されているか解説する。

【目次】
1　はじめに
2　生物発光
3　生物発光イメージング
4　生物発光イメージング材料
5　おわりに

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生物種を超えた細胞外小胞（EV）の定量方法
Methods for Quantifying Extracellular Vesicles（EVs）Beyond Species

　細胞外小胞（extracellular vesicle：EV）は，様々な生物種の細胞から分泌される微細小胞で，真核生物のエクソソームは新たな細胞外情報伝達物質として注目されている。哺乳類ではEVの表面タンパク質に対する抗体等を利用した定量法が開発されているが，その他の生物種では簡便な定量法は利用できない。我々は，EVの特徴である脂質膜を利用し，ゲル濾過による粒子径評価と組み合わせることで，微生物のEVも評価可能とした。

【目次】
1　はじめに
2　エクソソーム・EVの精製概要
3　粒子径を利用したエクソソーム・EVの精製
4　脂質染色剤を利用したゲル濾過法によるエクソソーム・EVの検出
5　タンパク質染色剤を利用したゲル濾過法によるエクソソーム・EVの検出
6　エクソソーム・EVの粒子径検証
7　エクソソーム・EVの細胞内追跡
8　おわりに

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BIO PRODUCTS

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ヒアルロン酸（ヒアルロン酸ナトリウム）(Sodium hyaluronate)

キチン・キトサン(Chitin/Chitosan)

グアヤコール(Guaiacol)

月刊バイオインダストリー 2022年11月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


美川　務　(国研)理化学研究所
四反田　功　東京理科大学
レーヴ　ノヤ　東京理科大学
辻村清也　筑波大学
矢吹聡一　(国研)産業技術総合研究所
小渡亮介　弘前大学
竹内敬治　(株)NTTデータ経営研究所
合谷賢治　秋田県立大学
上原日和　自然科学研究機構
小川幸春　千葉大学
相部瑞貴　千葉大学
小林航汰　千葉大学
田畑美幸　東京医科歯科大学
宮原裕二　東京医科歯科大学
山西良典　関西大学
西原陽子　立命館大学


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BIO ENERGY

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多段階酵素反応によるバイオ燃料電池の高発電化

【目次】
1　はじめに
2　バイオ燃料電池の原理と酵素触媒
3　バイオ燃料電池の実用化に対する問題点
4　多段階酵素反応によるバイオ燃料電池の高容量化
5　多段階酵素反応によるバイオ燃料電池（乳酸バイオ燃料電池）
6　多段階酵素反応によるバイオ燃料電池（ブドウ糖バイオ燃料電池）
7　多段階酵素反応のための酵素改変
8　おわりに

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糖や乳酸を基質とする紙基板バイオ燃料電池

【目次】
1　はじめに
2　紙基板バイオ燃料電池の概要
2.1　スクリーン印刷について
2.2　紙基板について
2.3　紙基板バイオ燃料電池について
3　紙基板バイオ燃料電池のウェアラブルデバイスへの応用
3.1　自己駆動型バイオセンサについて
3.2　汗から発電する絆創膏型センサ
3.3　尿から発電するおむつ電池
4　おわりに

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BIO REVIEW

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酵素固定化技術

【目次】
1　はじめに
2　酵素固定化法の種類
2.1　吸着，イオン結合を利用した固定化
2.2　共有結合による酵素固定化
2.3　親和性分子を利用した固定化
2.4　包括やマイクロカプセル化による固定化
3　酵素固定化において注意すべきポイント
4　固定化方法の例
4.1　ポリエレクトロライト複合体を用いた膜形成方法と酵素固定化
4.2　化学的に安定な材料を用いた酵素固定化
4.3　アプタマー固定化技術とバイオセンサ
5　おわりに

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手術トレーニングのための熟練手技可視化技術
Skilled Technique Visualization Technology for Surgical Training

　患者さんの命を預かる外科医にとって，手術トレーニングは必須である。最近はロボット手術，内視鏡手術の流行に伴い，それらの手術シミュレーション技術も発達してきた。このようにカメラを利用し，共通視野を利用したシミュレーション技術が発達してきた一方で，従来から行われてきた直視下手術のトレーニング方法は未発達のままである。現在も直視下手術が主流の心臓血管外科領域においても，手術トレーニング法の充実は急務であり，私たちはVR（仮想現実）などを利用した手術トレーニングシステムの開発に取り組んだ。

1　外科医の世界は寿司職人の世界?!
2　本開発に至るまでの経緯
2.1　システム研究・開発
3　計測および計測結果
4　具体的に見えてきた課題や今後の展望
5　おわりに

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ウェアラブルデバイスの将来展望とバイオデバイスが果たす役割

【目次】
1　ウェアラブルデバイスの現状
2　ウェアラブルデバイス向け電源技術と酵素バイオ発電の位置づけ
3　ウェアラブルデバイスの展望　デジタルヘルスからデジタル生物へ
4　バイオデバイスが果たす役割

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Society 5.0を支える光ファイバー型赤外分光計測システム
Fiber-optic Infrared Spectroscopy System for Supporting Society 5.0 in Smart Society Platform

　フッ化物ファイバーを利用した光ファイバー型赤外分光計測システムとその性能について述べる。開発した光ファイバーシステムは，光ファイバー上にセンサー部は設けられており，計測したい環境へ安定的に光を伝送させることができる。計測原理としてはエバネッセント波の浸み出しを利用したセンサーである。計測性能の評価では，独自に開発した広帯域光源（自然放射増幅光）を用いて，液体と気体サンプルを対象に実験を行った。

【目次】
1　はじめに
2　広帯域な中赤外ASE光源の試作
3　赤外式フッ化物光ファイバーセンサーの開発
4　おわりに

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カット野菜の保蔵性向上に寄与する物理的処理技術
Recent Trend of Physical Treatment on Preservation of Fresh-cut Vegetables

　カット野菜は，原料に対する最小限の加工操作で製造されるため商品としての付加価値が高い上，消費者にとっても利便性が良いことから需要が伸びている農産物の一つである。ただし，カット操作による野菜組織の劣化や微生物制御の観点から保蔵性に問題点を有する。本稿では，カット野菜の保蔵性向上を目的として研究されている物理的な処理技術の概要および適用事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ヒートショック処理
3　高圧処理
4　超音波処理
5　紫外線照射処理
6　光学的処理
7　電離放射線照射処理
8　低温プラズマ処理
9　おわりに

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マイクロpHセンサによる歯の健康状態モニタ

【目次】
1　はじめに
2　マイクロpHセンサの製作と基礎評価
3　う蝕歯のin vitro pHマッピング
4　チェアサイドう蝕検査を目的としたニードル型ワイヤレスpHセンサの製作
5　おわりに

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エンタテインメントの「感動を生むしかけ」の分析と利用：書籍の電子化に向けたアプローチ
Analysis and Application of “Tricks for affecting” in Entertainment: Towards Digitalizing Books

　本稿では，映像コンテンツで伝統的に用いられてきた「感動を生むしかけ」を分析し，書籍の電子化にむけて工学的に利用するための研究について報告する。「あらすじ」「回想」「次回予告」といったストーリー情報の提示を電子書籍に適用することで，電子化されたコンテンツの特性を利用した新しい楽しみ方を検討する。

【目次】
1　はじめに
2　技術革新によるストーリーコンテンツの楽しみ方の変化
3　映像コンテンツの「あらすじ」演出分析
3.1　あらすじに採用されるセリフ
3.2　あらすじ中でのセリフの提示順序
3.3　しかけの応用
4　読み返しと未読部のサーチ
4.1　読み返し支援
4.2　未読部分のサ－チ
5　おわりに

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BIO PRODUCTS

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キシリトール(Xylitol)

月刊バイオインダストリー 2022年10月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


大久保　敬　大阪大学
木村成介　京都産業大学
佐藤雅彦　京都府立大学
平野朋子　京都府立大学
藤井敏司　甲南大学
高田健司　北陸先端科学技術大学院大学
金子達雄　北陸先端科学技術大学院大学
中村暢文　東京農工大学
宋和慶盛　京都大学
北隅優希　京都大学
谷口　功　（独）国立高等専門学校機構
舘野浩章　（国研）産業技術総合研究所


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BIO ENERGY

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バイオガスを液体燃料へ～カーボンニュートラル循環型酪農～
Liquid Energy Production from Biogas -Carbon Neutral Circular-type Daily System

　家畜ふん尿から得られるバイオガスをメタノールとギ酸などの液体燃料へ変換する技術を世界で初めて発見した。鍵となる反応はメタンを酸素で酸化するという有機化学の中でも最も難しい反応開発を成し遂げたことである。社会実装に向けた実証試験を酪農の盛んな北海道興部町で取り組みカーボンニュートラル社会の構築を目指す。

【目次】
1　バイオガスについて
2　研究のフィールド　北海道興部町について
3　バイオガスを液体燃料へ
4　二酸化塩素を用いたメタンの光酸素化反応
5　反応のスケールアップ
6　カーボンニュートラル循環型酪農システムへの展開
7　今後の展望

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BIO REVIEW

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虫こぶ由来のCAPペプチドにより植物の潜在能力を引き出す
Bringing Out the Potential of Plants by CAP Peptide

　バイオスティミュラントは，植物の潜在的な環境ストレス耐性能力を増強する新たな農業資材で，近年，ヨーロッパを中心に注目を集めている。私たちは，昆虫が植物に寄生してつくる「虫こぶ」を研究している過程で同定した虫こぶ形成物質CAPペプチドが，植物のストレス耐性能などをあげる効果があることを発見した。持続可能な農業の実現に寄与するため，現在，CAPペプチドをバイオスティミュラントとして開発するための研究を進めている。

【目次】
1　バイオスティミュラント：持続可能な農業を実現するための新しい農業資材
2　虫こぶ：昆虫と植物の特異な異種生物間相互作用
3　CAPペプチド：虫こぶ形成物質の発見
4　CAPペプチドの作用：バイオスティミュラントとしての可能性
5　今後の展望：持続可能な農業を実現するために

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血液検査によるアルツハイマー病の早期発症リスク評価を可能とする電気化学センサの開発
Development of Electrochemical Sensor That Enables Early Risk Evaluation of Alzheimer’s Disease with a Blood Test

　アルツハイマー病は，患者数が世界で約5000万人と推定されている認知症の半数以上を占める疾患である。現在，根治薬もないことから，治療薬の開発や早期診断方法の開発が望まれている。筆者らは，血中のアミロイドβ（Aβ）濃度の経時変化が発症リスク評価の良い指標となることから，血中Aβを高感度・簡便・迅速・安価・ハイスループットに測定できる電気化学センサの開発に取り組んでいる。本稿では，その内容について概説する。

1　はじめに
2　Aβの定量法
3　Aβ凝集促進ペプチドAFPP
4　AFPPを用いた電気化学センサ
5　現状と課題
6　おわりに

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イタコン酸由来で光誘起親水化する分解性バイオポリアミド
Photo-Induced Hydrophilization and Degradation-Promoted Itaconic Acid Derived Biopolyamide

　バイオ生産可能なイタコン酸をベースとしてポリアミドを合成すると，構造中にピロリドン環を含んだ新しい高分子構造となる。当該バイオポリアミドは，既存の脂肪族ポリアミド樹脂に準ずる耐熱性と力学強度を有しながらも，紫外線や土壌環境中にさらされることで樹脂が崩壊するスイッチング機能を発揮した。

【目次】
1　はじめに
2　イタコン酸の利用
3　イタコン酸ベースポリアミドの開発
4　イタコン酸とアミノ酸によるバイオポリアミドの開発
5　イタコン酸ベースポリアミド/モンモリロナイトコンポジットの作成
6　バイオポリアミドの分解性
7　おわりに

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金ナノ粒子修飾電極

【目次】
1　はじめに
2　金ナノ粒子修飾電極作製法
3　金ナノ粒子修飾電極の電極表面積
4　金ナノ粒子修飾電極上への酵素固定
4.1　表面増強共鳴ラマン分光法による銀ナノ粒子修飾電極上の酵素の観察
4.2　金ナノ粒子修飾酵素電極の電気化学
5　おわりに

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ナノ界面形状制御型電極

【目次】
1　はじめに
2　多孔質炭素
3　カーボンブラック
4　カーボンナノチューブ
5　多孔質金
5.1　BODのDET反応の足場として
5.2　微小金多孔質電極を用いたバイオセンシング
6　多孔質透明電極
6.1　多孔質ITO電極表面に吸着させたシトクロムによる過酸化水素の触媒的な還元
6.2　多孔質ITO電極表面に吸着させたフェレドキシン-NADP＋リダクターゼ
7　おわりに

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タンパク質・酵素の電極反応のこれまで（その歴史）

【目次】
1　はじめに
2　水銀電極上での接触タンパク波の計測から固体電極を用いた電気化学へ
3　タンパク質の電気化学：間接法と直接法
4　機能電極を用いた金属タンパク質の直接電気化学
4.1　金属タンパク質シトクロムcの電極反応のための機能電極
4.2　機能電極表面の解明の進展
4.3　チオール系分子を用いた表面改質法の発展
5　生物電気化学の発展
5.1　フェレドキシンのための機能電極の開発と生体分子の機能解明
5.2　ミオグロビンの生物電気化学
6　酵素類の電気化学
7　タンパク質の電気化学反応の応用展開：応用生物電気化学領域の拡がり
7.1　バイオセンサ
7.2　生物燃料電池の開発
8　むすびに

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シングルセルグライコミクス時代の到来－創薬や再生医療に貢献する新しい1細胞糖鎖解析技術－
The Coming of the Single Cell Glycomics Era－New Single Cell Glycomics Technology that Contributes to Drug Discovery and Regenerative Medicine－

　糖鎖は，哺乳類からバクテリア，さらにはウイルスに至るまで，すべての細胞の最表層を覆っている。糖鎖は細胞間相互作用を媒介することで生命に必須の機能を媒介している。また細胞型（cell type）や状態（cell state）で変化することから，細胞を非破壊的に同定・選別するための「細胞表面マーカー」として有用であり，創薬標的，診断薬，幹細胞マーカーとして利用されている。しかし糖鎖は分岐構造をもち，核酸のようにポリメラーゼ連鎖反応で容易には増幅できない。そのため，これまで個々の細胞に発現する微量な糖鎖を解析する手法は存在しなかった。最近我々は，複数のDNAバーコード標識レクチン（DNA－barcoded lectins）と次世代シーケンサー（NGS）を用いることで，世界で初めて1細胞ごとの糖鎖と遺伝子を同時解析する技術（scGR－seq）の開発に成功した。scGR－seqを用いることで，組織などの不均一な細胞集団を構成する個々の細胞の糖鎖と遺伝子を一斉解析できる。そのためscGR－seqは，糖鎖の新たな機能解明と創薬応用を加速する新技術として期待される。本総説ではscGR－seqについてご紹介し，シングルセルグライコミクスの今後展望について議論したい。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖プロファイリング
3　シーケンシングによる糖鎖プロファイリング
4　バルクGlycan－seq
5　scGlycan－seq
6　scGR－seq
7　scGR－seqの利点と欠点
8　scGR－seqの創薬・再生医療への応用
9　シングルセルグライコミクスの発展に向けて

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BIO PRODUCTS

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フィターゼ(Phytase)

カルボキシメチルエチルセルロース(Carboxymethyl ethyl cellulose)

β-カロテン(β- Carotene)

タンナーゼ(Tannase)

p-ヒドロキシフェニル酢酸(p-Hydroxyphenyl acetic acid)

ピルビン酸メチル(Methyl pyruvate)

月刊バイオインダストリー 2022年9月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


松村吉信　関西大学
滝　龍雄　自治医科大学 ;（ 一社）日本微生物・感染免疫研究所
兼松秀行　鈴鹿工業高等専門学校
古畑勝則　麻布大学
矢野剛久　花王㈱
落合智子　日本大学
落合邦康　日本大学
岡庭良安　バイオガス事業推進協議会 ;（一社）地域環境資源センター　
加納健司　京都大学
板生　清　(特非)ウェアラブル環境情報ネット推進機構(WIN)；東京大学；お茶の水女子大学
里村武範　福井大学



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【特集】バイオフィルムを知る～その特徴・問題点とその対策～

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特集にあたって
Introduction

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医学的に問題となるバイオフィルム形成微生物
Diseases Derived from Biofilm-producing Microorganism

　バイオフィルムを形成する微生物の中には，医療分野でもしばしば重要な疾患の原因となるものがある。バイオフィルムを形成する微生物やその形成過程等についての解説は別の著者に委ね，ここでは医学分野でのバイオフィルムに関するトピックスと，特にバイオフィルムを形成する微生物が原因となる様々な疾患，バイオフィルム形成性の微生物について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　バイオフィルムに関連した現象
2.1　クラムセンシングQuorum sensing
2.2　生きてはいるが培養できないViable but nonculturable：VBNC細菌
2.3　微生物にとってバイオフィルムの状態は子孫の維持（生き残り戦略）に有益か？
3　微生物のバイオフィルム形成が関係すると考えられる疾患
3.1　聴覚系
3.2　心血管系
3.3　消化器系
3.4　創傷感染
3.5　生殖器系
3.6　呼吸器系
3.7　泌尿器系
3.8　口腔内
4　ヒトでバイオフィルムを形成する主要な微生物
4.1　細胞
4.2　真菌

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バイオフィルムの特徴と検出方法
Characteristics of Biofilms and Evaluation Methods

　バイオフィルムは細菌が相界面に作り出す生物由来の重合物質の薄膜状物質である。材料表面におけるバイオフィルムは，材料に様々な影響を与え，腐食劣化，スケール生成，製品の機能低下，ぬめりの発生により衛生低下，薬剤耐性による院内感染，慢性病の誘発など，様々な問題を引き起こすため，これに対する対策，またそれに先だっての正確な評価が必要とされている。本稿においては，材料科学・工学の立場から見たバイオフィルムの特徴を述べ，その検出，評価の方法について概説した。

【目次】
1　はじめに
2　材料科学的な観点からのバイオフィルムの特徴
3　バイオフィルムの検出方法
3.1　機器分析を用いたバイオフィルムの検出法
3.2　生物学的な観点からのバイオフィルムの検出法
3.3　規格化への動きとその意義
4　将来展望

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水環境で形成されるバイオフィルムとその対策
Biofilms Formed in the Aquatic Environment and Their Countermeasures

　バイオフィルムの発生は特殊な現象のように考えられるが，実はごく自然な現象であって，バイオフィルムは“微生物のすみか”ともいえる。身近な水環境において，分野，領域を問わず，バイオフィルムはどこにでも発生すると考えてほぼ間違いない。ここでは，一般的なバイオフィルムについて概説し，その対応についても言及した。

【目次】
1　バイオフィルムの発生事例
2　バイオフィルムの正体
3　バイオフィルムの形成過程
4　支持固体（担体）の材質とバイオフィルム形成
5　細菌の情報伝達機構（クオラムセンシング）
6　バイオフィルムの形成防止・除去
6.1　バイオフィルムを退治する
6.2　バイオフィルムの発生防止ポイント
6.3　バイオフィルム形成防止技術
6.4　バイオフィルムの除去技術
6.5　バイオフィルム対策の実際
6.6　 Legionella pneumophila のバイオフィルムに対する電解次亜塩素酸水の有用性

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生活環境で形成されるバイオフィルムとその対策
Biofilms in Living Environments and Countermeasures

　バイオフィルムは我々の生活環境の様々な場面で見られるが，その各場面によって含まれる菌種も構造も多様である。さらに，バイオフィルム制御を通じたニオイ除去から病原菌の除去まで，求められる効果も多様である。従って，各場面及びその場面で形成されるバイオフィルムの特徴に応じて最適な対策を検討する必要がある。既存の研究例をどのように活かし，どのように技術を構築すべきか概説した。

【目次】
1　生活環境で形成されるバイオフィルム
2　生活環境におけるバイオフィルムの特徴
3　生活環境におけるバイオフィルムの対策の特徴
4　バイオフィルムの対策技術構築の流れ
5　おわりに

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口腔内バイオフィルムの特徴と制御
Characteristics and Control of Oral Biofilm

【目次】
1　はじめに
2　口腔バイオフィルムの特徴
2.1　口腔マイクロバイオームの特性
2.2　健康における口腔マイクロバイオームの役割
2.3　口腔バイオフィルムの構造と形成
2.4　バイオフィルム形成時の細菌間相互作用
3　口腔バイオフィルムが原因となる疾患
3.1　う蝕
3.2　歯肉炎
3.3　歯周炎
4　 口腔バイオフィルム制御へのアプローチ
4.1　ナノ粒子製剤
4.2　光線力学的療法
4.3　プロバイオティクス治療
4.4　クオラムクエンチング療法
4.5　その他のアプローチ

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BIO ENERGY

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バイオガス事業の概況と課題

【目次】
1　はじめに
2　バイオマス活用の現状
2.1　バイオマス活用推進基本法
2.2　エネルギーミックスの実現とバイオマス利用
2.3　再生可能エネルギー政策の現状
3　バイオガス利活用の現状
3.1　国内のバイオガス施設の発電規模と事例
3.2　ドイツにおけるバイオガス施設
4　バイオガス施設の活用事例
4.1　北海道鹿追町
4.2　福岡県大木町
5　バイオガス利用の普及促進と課題

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BIO REVIEW

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酵素機能電極反応の基礎概念と実際

【目次】
1　酸化還元酵素と酵素機能電極
2　MET型酵素機能電極反応におけるメディエータの選択
3　MET型酵素機能電極反応の定常触媒電流解析
4　DET型酵素機能電極反応の解析法
5　DET型酵素機能電極反応の実現

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ウェアラブルネットワークの近未来

【目次】
1　ウェアラブル機器の進展
2　ウェアラブルの分類
3　環境ウェアラブルの時代へ
4　環境ウェアラブルの近未来

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電極用触媒としての好熱菌酵素改変技術

【目次】
1　はじめに
2　遺伝子工学的手法による好熱性酵素の高効率電極用触媒への改変
3　電極表面への配向固定するための遺伝子工学的手法によるペプチドタグ付加酵素の構築
4　おわりに

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BIO BUSINESS

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脂肪酸工業

　脂肪酸は脂質を構成するほか，生体内のエネルギー源にもなる。その工業面での用途はゴム工業，塩ビ安定剤，金属石けん，界面活性剤など多岐にわたっている。わが国の脂肪酸工業は2011 年に発生した東日本大震災やそれに続く原子力発電所の稼働停止，油糧種子生産国における異常気象の頻発，原油価格の高騰，欧州債務危機による世界経済への影響，長期にわたる円高などの要因により長く低迷していた。2013 年には立ち直りの兆しが見え，生産，販売実績ともに大幅な改善を示したが，それ以降は漸減傾向が続いている。

【目次】
1　需要概要
2　輸出入動向
3　原料動向
4　メーカー概要

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芳香・消臭・脱臭剤工業

　2020 年度の芳香・消臭・脱臭剤市場は前年より大きく拡大し約640 億円規模となった。消費者の価値観やニーズの多様化に対応し，2020 年も各社から様々な新商品が上市され，市場は活況を呈した。特定の悪臭の消臭に特化した機能や，よりナチュラルな香りを追求した商品が多く見られた。また，スプレー，ジェル，液体，スティックなど様々な形態の商品が発売され，消費者の選択肢が広がった。とりわけ女性をメインターゲットにした，インテリア性が高く，高単価な室内用スティックタイプの芳香・消臭剤が好調を博した。また，ウイルスや雑菌から守る効果や，雑菌やカビの繁殖を抑える効果など，除菌機能や介護用途を想定した商品の需要が高まっている。今後もさらなる付加価値商品の開発・投入が進むとみられる。

【目次】
1　概要
2　種類・素材など
3　市場動向
4　主な企業動向

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BIO PRODUCTS

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エチルセルロース(Ethyl cellulose)

フルフラール(Furufral)

エリスリトール(Erythritol)

月刊バイオインダストリー 2022年8月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


丸谷飛之　(一社)日本微藻類技術協会
青木慎一　(一社)日本微藻類技術協会
野村純平　(一社)日本微藻類技術協会
柚木俊二　北海道大学
近藤英司　北海道大学病院
安田和則　八木整形外科病院;北海道大学
藤原立樹　東京医科歯科大学
西内宏太　東京理科大学
倉持幸司　東京理科大学
大橋啓史　国立感染症研究所
山崎雅子　国立感染症研究所;東京理科大学
西岡華実　国立感染症研究所;東京理科大学
渡士幸一　国立感染症研究所;東京理科大学
紙透伸治　麻布大学
舘　祥光　大阪公立大学
田中伸哉　北海道大学;化学反応創成研究拠点
王　磊　北海道大学;化学反応創成研究拠点
津田真寿美　北海道大学;化学反応創成研究拠点
龔　剣萍　北海道大学;化学反応創成研究拠点
鈴鹿　淳　北海道大学



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BIO ENERGY

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IMAT基盤技術研究所の紹介：微細藻類を原料としたSAF生産の産業化に向けた取り組み
Introduction of Research Activities at IMAT Fundamental Research Center：toward Industrialization of Sustainable Aviation Fuel Originated from Microalgae

　近年，微細藻類を原料としたSAF（Sustainable Aviation Fuel）の生産に対する関心が急速に高まっている。一方で，微細藻類由来SAFの産業利用における課題はいまだに多く，早急な解決が望まれている。本稿では，微細藻類の早期商業化への課題解決を目指した我々の取り組みについて述べる。

【目次】
1　はじめに
2　IMAT基盤技術研究所の設立目的
3　MAT基盤技術研究所の設備概要
4　標準手法及び評価基準の構築への取り組み
4.1　標準手法及び評価基準
4.2　培養・分析の標準化
5　おわりに

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BIO REVIEW

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人工腱開発のためのコラーゲンフィブリル整列技術
Methods of Producing Aligned Collagen Fibrils for the Development of Artificial Tendons

　腱や靭帯は，コラーゲン分子が「fibril－fiber－fascicle－bundle」へと整列・階層化された高次3次元構造を有し，その強靭性を発揮している。本稿は，この組織を代替できるコラーゲン人工腱の開発を目指した多くのfibril整列技術のうち，産業応用が最も期待される機械的方法を紹介し，それらの作製機序，限界，および今後の展望について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　コラーゲン人工腱の要件
3　機械的方法による一軸整列コラーゲンfibrilの作製
3.1　fibril形成の前に力を作用させる方法
3.2　fibril形成の途上に力を作用させる方法
3.3　fibril形成の後に力を作用させる方法
4　おわりに

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インドシアニングリーン蛍光造影を用いたECMO回路内のリアルタイム血栓検出法とその応用
Real-time Thrombus Detection in ECMO Circuits Using Indocyanine Green Fluorescence Imaging

Extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）は強力な生命維持装置であるが，問題点として回路内の血栓が挙げられ，血栓検出法の進歩が望まれる。我々はIndocyanine green（ICG）蛍光造影を用いてECMO回路内の血栓を詳細に観察・解析する技術を開発した。ECMO回路内の血栓を肉眼で観察する場合，血液と血栓が同じ赤色調であるため詳細に評価することは難易度が高い。本技術では，「血液は白，血栓は黒」と表現されるため，血栓の見逃しが起きにくい。またコンピューターでの血栓自動検出や，遠隔モニタリングへの応用が可能である。

【目次】
1　はじめに
2　ICG蛍光造影とICG蛍光観察カメラシステム
3　人工肺と血液ポンプ
4　動物実験プロトコル
5　実験結果
6　考察
7　おわりに（今後の展望）

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C型肝炎ウイルスや新型コロナウイルスの増殖を制御する化合物の創製
Development of Antiviral Compounds Against HCV and SARS-CoV-2

　天然物ネオエキヌリンB（Neo B）や誘導体の合成と抗ウイルス活性を解説する。Neo BはC型肝炎ウイルス，ポリオウイルス，新型コロナウイルスといった一本鎖（＋）鎖RNAウイルスに対して抗ウイルス活性を示す。本化合物の標的はウイルスではなく宿主細胞であるため，様々なウイルスに対して有効な薬剤候補として期待できる。

【目次】
1　はじめに
2　ネオエキヌリンBと誘導体の化学合成
3　ネオエキヌリンBと誘導体の抗ウイルス活性
4　結論と今後の展望

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SDGs×天然資源アミノ酸を活用した発光材料開発
Sustainable Development Goals×Developments on Photoluminescent Materials Capitalized on an Amino Acids as Natural Resources
　
　我々は有機合成化学・構造有機化学を基盤として， 新規なπ 共役系分子PHCs（polycyclic heteroaromatic compounds）の創出を目指して研究開発に取り組んでいる。加えて，SDGs（sustainable development goals）を取り入れることによる相乗効果または加速効果を期待して，天然資源アミノ酸を原料に用いた有機発光材料，有機電子材料等の合成法開発を行っている。1 種類のアミノ酸，ヒスチジン（His）2 分子を二量化した構造を持つHis－His および His＝His を合成した。さらにヒスチジンとグリシン（Gly）の2 種類のアミノ酸のカップリング反応により同様な骨格をもつ His－Gly および His＝Gly を合成した。これらの有機材料の発光を調査し，有機電子材料から化学センサーまで広範囲に応用可能かつ高度な機能を持つ新規材料の開発を目指す。図1 の「SDGs×PHCs」の記号は“×”は “multiply”「倍加する」または “accelerate”「加速する」の意である。

【目次】
1　はじめに
2　SDGsとPAHs
3　アミノ酸の特徴と利用方法
4　π共役系有機分子の構築に適したアミノ酸分子の構造と種類
5　ジケトピペラジン骨格と類縁体の性質
6　合成戦略
7　アミノ酸から合成した有機発光材料の物性測定
8　まとめ

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ハイドロゲルによる迅速がん幹細胞リプログラミングHARP現象
Rapid Induction of Reprogramming Towards Cancer Stem Cells by Hydrogel as HARP Phenomenon

　日本のがんの年間死亡者数は約38万人で死因の第1位である。がんの治療法は年々進歩しているものの，治療抵抗性のクローンが再発し予後不良となる。がんの再発の主な原因として治療抵抗性のがん幹細胞が存在することが問題となっているが，その検出は困難で，臨床で用いられる検出法は確立されていない。最近筆者らは，ハイドロゲルゲルの上にがん細胞をまくと，24時間以内に急速にがん細胞のスフェロイドが形成され，SOX2などの幹細胞マーカーの発現が増加し，がん幹細胞が創り出されることを発見した。これはゲルによりがん細胞にリプログラミング（初期化）が誘導されること意味しており，ハイドロゲル活性化リプログラミング（hydrogel activated reprogramming, HARP）現象と名付けた。今後このHARP現象を基盤とする新しいがん幹細胞マーカーの発見，がん幹細胞治療薬開発への応用が期待されるが，本稿ではこのHARP現象について，発見の経緯，現在解明されているしくみ，将来展望について概説したい。

【目次】
1　はじめに
2　HARP現象（HARP；hydrogel activated reprogramming phenomenon）とは
3　HARP現象と従来法のがん幹細胞の遺伝子発現プロファイルの比較
4　HARP現象によるがん細胞リプログラミングのメカニズム
5　HARP現象の臨床への応用
6　おわりに

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BIO BUSINESS

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化粧品工業

　2020 年の化粧品の出荷実績は出荷個数27 億2043 万個（前年比85.6％），出荷金額1兆4,784 億円（前年比83.9％）となり，市場が縮小している。2021 年も同様に25 億2,403 万個，1 兆3,472 億円の前年割れとなった。新型コロナウイルス感染症の世界的な大流行により，外国人旅行者によるインバウンド需要が消失，外出自粛や店舗休業などによりメイクアップを中心とした化粧品の国内需要は大幅に減少した。海外に目を向けると，ヨーロッパでは化粧品に対する環境規制が厳格化，持続可能な開発目標（SDGs）に対する消費者意識の高まりを踏まえた対応が日本メーカーに求められている。また東アジア市場では韓国・中国の化粧品メーカーが台頭し，国際競争が激化している。国内市場の低迷打破と海外市場でのビジネス戦略，日本の化粧品メーカーの課題は多い。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日本メーカーの技術開発

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抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えている。特に新型コロナウイルス蔓延以降は，抗ウイルス作用に注目が集まり，非常に速いスピードでの市場が成長している。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

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BIO PRODUCTS

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グルコアミラーゼ(Glucoamylase)

トラガントガム(Tragacanth gum)

イタコン酸(Itaconic acid)

ケイ皮アルデビド(Cinnamic aldehyde)

RNA(リボ核酸)（Ribonucleic acid）

トランスグルタミナーゼ(Transglutaminase)

l－メントール(l-Menthol)

月刊バイオインダストリー 2022年7月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


伊藤恵治　(一財)日本環境衛生センター
高守幸男　山梨大学
冨士大輔　山梨大学
安東丈洋　山梨大学
横山　匠　山梨大学
佐藤　将　山梨大学　
ベディサンタナ　山梨大学
山本美月　山梨大学
川上隆史　山梨大学
甲野裕之　苫小牧工業高等専門学校
村岡貴博　東京農工大学；神奈川県立産業技術総合研究所
篠原祐治　北海道大学
坪内直人　北海道大学
永石博志　(国研)産業技術総合研究所
横田(恒次)恭子　東京工科大学
三上(坂口)あかね　東京工科大学
石田祐也　(地独)東京都立産業技術研究センター
設楽恭弘　板橋理化工業㈱
三木大輔　千葉工業大学
近藤次郎　上智大学
板垣賢広　大阪公立大学
西井成樹　大阪公立大学
山本陽二郎　大阪公立大学
定永靖宗　大阪公立大学
椎木　弘　大阪公立大学
海部友則　東北医科薬科大学



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BIO ENERGY

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廃棄物（ごみ）発電・熱利用の動向

　2050年カーボンニュートラルに向け，2030年の温室効果ガス46％削減のための施策及びその電源構成が，地球温暖化対策計画（2021年）及び第6次エネルギー基本計画（2021年）に示されたところである。廃棄物発電は再生可能エネルギーのバイオマス発電に位置づけられ，今後も更なる発電量の増加が見込まれている。以下，一般廃棄物のごみ焼却施設における発電・熱利用を中心に述べるので，ごみ発電・熱利用と表記する。
　我が国のごみ発電第 1号は1965年稼働の大阪市旧西淀工場とされているが，高度経済成長に伴うごみ量増加への対応（適正処理）に追われる時代であり，発電電力は自家消費電力を賄う目的で使用されていた。2000年の循環型社会形成推進基本法の施行により，3Rに次ぐ施策として熱回収が法的に位置づけられ，2005年の循環型社会形成推進交付金の設立により，ごみ発電は高効率のエネルギー回収と利活用が求められるようになった。さらに 2002年の再生可能エネルギー利用割合基準制度（RPS制度）を経て2012年の再生可能エネルギー固定価格買取制度（FIT制度）が実施され，自治体のごみ発電による電
力外部供給（売電）への意識が一気に変わった。2019年度において，我が国のごみ焼却施設 1,067施設の内発電施設は384施設と全体の3割強に過ぎないのが現状であるが，総発電能力 2,078 MW，総発電量は9,981 GWh/年となっており，この10年間で総発電量は 45％増加している。
　発電した電力・熱の利用に関しては，2016年の廃棄物処理法基本方針の変更において廃棄物エネルギーの地域利活用が示され，2018年の廃棄物処理施設整備計画では，廃棄物処理施設について，廃棄物エネルギー利用による新たな価値を創出する地域エネルギーセンターとしての方向性が示された。併せて，電力・熱利用のための設備補助及び調査補助も開始され，ごみ発電・熱利用が一層推進されているところである。

【目次】
1　ごみ発電・熱利用の仕組み
2　ごみ発電・熱利用の方策
3　廃棄物系バイオマスのバイオガス化・ガス利用
4　2050年に向けたごみ発電・熱利用の課題

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BIO REVIEW

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ペプチド医薬品開発のための新規ペプチド環状化法の開発と非天然型環状ペプチドSELEXへの応用
Novel Peptide Cyclization Methods for Peptide Drug Discovery Ant Application to Unnatural Cyclic Peptide SELEX

　本論文では，ペプチド医薬品開発に向け，PURE systemとmRNA display，遺伝暗号拡張技術を用いたSELEX法による新規ペプチド化合物の探索の具体例と，我々の研究室で開発した芳香族求核置換反応による新規のペプチド環状化法の最新の報告について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　自己免疫疾患治療薬の開発を目指した新規TNFα結合環状Nアルキルペプチド化合物の探索
3　新型コロナウイルス重症肺炎治療薬の開発を目指した新規IL－6R結合環状ペプチド化合物の探索
4　高LDLコレステロール血症治療薬の開発を目指した新規ペプチド環状化法によるPCSK9結合環状ペプチド化合物の探索
5　アレルギー性疾患治療薬の開発を目指した新規ペプチド環状化法によるIL－5結合環状ペプチド化合物の探索
6　今後の展開

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微生物セルロースナノファイバーの表面改質と繊維強化樹脂への応用
Surface Modification of Bacterial Cellulose Nanofibers and Application to Fiber?reinforced Composite Resins

　酢酸菌を通気撹拌培養して得られるナノフィブリル化バクテリアセルロース（NFBC）は，その極めて長い繊維長の特長を持つことから，繊維強化樹脂フィラーとしての応用が期待されている。本稿ではシランカップリング剤を用いたNFBC表面の改質方法とその解析方法，そして樹脂との複合化とその強度向上について論述する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノフィブリル化微生物セルロース（NFBC）
3　セルロース繊維表面改質とシランカップリング反応
4　表面改質NFBCの構造および形態的特徴
5　NFBCの樹脂コンポジットへの応用
6　シランカップリング剤の選択と樹脂との相互作用
7　おわりに

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亜急性期脳梗塞治療効果を有するジグソー型超分子ペプチドゲル
Supramolecular Peptide Gel with Therapeutic Effect on Mouse Subacute Cerebral Stroke Model

　脳梗塞患者数が増加の一途をたどるなか，発症一週間後の亜急性期脳梗塞に対して有効な治療法の開発が望まれている。最近我々は，血管内皮増殖因子（VEGF）を体内局所で徐放する新規超分子ペプチドゲルJigSAPの開発に成功し，発症一週間経過後の亜急性期脳梗塞モデルマウスに対する，VEGFを含有したJigSAPの単回投与によって，歩行機能改善効果を確認した。亜急性期脳梗塞に対する細胞フリー再生医療を実現する第一歩となる。

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魚介類の鮮度評価システム『MIRASAL』の開発
Development of System “MIRASAL” for Evaluating the Freshness of Fish and Shellfish
　
　貯蔵温度の変化を伴う魚介類の鮮度のリアルタイム評価および将来予測は非常に難しく，長年の課題であった。本稿では先ず，従来の鮮度評価方法，特に水産分野で科学的指標として知名度の高いK値評価法について主に解説する。次に，筆者らが現在開発中の「ATP分解生成物の反応を一次逐次不可逆反応と仮定し濃度を求め，それを基にK値を予測する」方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ATP分解生成物の濃度とK値の予測方法
3　鮮度評価・鮮度予測装置『MIRASAL』の開発
4　おわりに

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上気道感染症における唾液検体の有用性
Usefulness of Saliva for Upper Respiratory Tract Infections

　近年の新型コロナウイルス（SARS－CoV－2）流行において唾液検体の有用性が注目され，インフルエンザにおいても唾液による感染状況の把握が可能であることが明らかとなった。上気道粘膜から侵入するこれらウイルスに対する粘膜防御機構の理解のためにも，唾液を検体とする診断技術開発への期待は高まっている。

【目次】
1　はじめに
2　上気道の解剖学的構造と粘膜免疫機構
3　粘膜中のIgA抗体測定の意義
4　粘膜IgA記憶B細胞の役割
5　今後の展望：唾液中抗体測定の応用性

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金属腐食過程とその可視化装置
Metal Corrosion Process and Its visualization System

　金属材料の腐食は人命にかかわる事故につながることもあり，対策には甚大なコストがかかり社会的な注目度が高い。産業的に実施される耐食性評価法には塩水噴霧試験があるが，評価が定性的であるなど課題が多くある。本稿では，腐食過程を可視化し画像解析により定量的に評価する装置とその実施例について紹介する。

【目次】
1　腐食現象と事故事例
2　腐食コストと防食技術
3　産業における耐食性評価
4　腐食過程の可視化装置
5　腐食試験の実施例
6　今後の展望

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構造生物模倣科学によるDNAものづくり
DNA Manufacturing Based on Structural Biomimetics

　X線結晶解析やNMR解析，クライオ電子顕微鏡単粒子解析などの技術革新によって構造生物学が成熟した今日，生体高分子の立体構造情報を積極的に活用するフェーズに突入している。本稿では，機能性RNA分子の立体構造モチーフから学ぶ「生物模倣」のコンセプトを取り入れたDNAものづくりについて，その実例と可能性を紹介する。

【目次】
1　構造生物学のパラダイムシフト
2　構造生物模倣科学（Structural Biomimetics）の考え方
3　DNAものづくり
4　塩基配列特異的RNA検出プローブ
5　構造生物模倣科学の展望

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高感度光アンテナによる微生物検査法の開発
Bacterial Detection Using Metal Nanoparticles

　理論分解能（200 nm）以下のサイズをもつ金属ナノ粒子の光学顕微鏡による直接観察は困難であるが，その散乱光は暗視野顕微鏡により容易に観察できる。このことを利用して，抗体を導入した金属ナノ粒子を微生物表面に結合して光アンテナを形成し，新しい微生物の検出法を開発した。

【目次】
1　はじめに
2　金ナノ粒子の光学特性
3　金ナノ構造体を用いた細菌の高感度検出
4　おわりに

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糖鎖修飾酵素を用いた樹状細胞免疫受容体（DCIR）関連疾患の治療
Therapy Strategies of DCIR-related Disorders with a Glycan-modification Enzyme

　樹状細胞免疫受容体（DCIR）は抑制性C型レクチン受容体のひとつであり，免疫系システムや骨代謝を制御する受容体である。本稿では，DCIRによる免疫システムの制御機構とDCIRが関与する疾患を解説する。また，DCIRの機能的リガンドの同定から得られた知見を基に，DCIRとリガンドの相互作用による制御と，DCIRを標的とした治療法の可能性について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　樹状細胞免疫受容体（DCIR）の機能とDCIR関連疾患
3　機能的リガンドの同定と糖鎖修飾酵素を用いたDCIRの制御
4　糖鎖修飾酵素を用いた新たな治療法の可能性
5　今後の展望

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BIO BUSINESS

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飼料・飼料添加物工業

　飼料の需要量は，飼養頭数に大きく左右される。畜産は飼養者の高齢化などによる廃業が進み，一戸あたりの飼養頭数は増加傾向にあるが，全体としては徐々に減少が続いている。配合飼料は，主原料であるトウモロコシが2019 年の米国における降雨による種まき遅延による収穫減で，2020 年は，主に米国，ブラジルの2 国からの輸入となっている。また，飼養頭数の増加による労働力不足と利便性により，円安などによる高騰にもかかわらず，輸入飼料原料に頼る傾向にある。畜産などの成長促進に不可欠な添加物の重要性は高まり，とくに飼料用アミノ酸は，動物の排泄物による汚染解決に貢献する添加物として市場が拡大している。また，安全な国産飼料供給のためエコフィード（食品循環資源利用飼料）認証制度により飼料自給率の上昇を期待している。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　飼料原料の動向
4　飼料添加物の動向

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BIO PRODUCTS

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ラウリン酸(Lauric acid)

γ-アミノ酪酸(γ-Aminobutyric acid)

月刊バイオインダストリー 2022年6月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


植田充美　京都大学
髙橋美帆　同志社大学
田中一晶　京都工芸繊維大学
古旗祐一　（国研）産業技術総合研究所
加藤義雄　（国研）産業技術総合研究所
草田裕之　（国研）産業技術総合研究所
玉木秀幸　（国研）産業技術総合研究所



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BIO ENERGY

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バイオエネルギー研究の進展状況
Current Studies on Bioenergy

　バイオエネルギー研究は，デンプンやバイオマス由来のバイオエタノールが中心であるが，技術と実装にギャップがある。今後，ブルーリソースの活用が必要になる。一方，バイオディーゼル燃料の活用は進んでいる。地球温暖化防止・カーボンニュートラルにより，空中CO2固定は最重要課題であり，水素やアンモニアのカーボンフリー燃料への指向も大きな動きである。

【目次】
1　現況認識
2　食糧とエネルギーの非競合共役増産
3　前処理法の開発?バイオマスの完全糖化システムの合成生物学的創製
4　低炭素社会の新しいプラットフォーム：シュガープラットフォームとフェノールプラットフォームの形成
5　脱炭素エネルギーへの転換

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BIO REVIEW

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志賀毒素による細胞内小胞輸送制御がアミロイドβ産生を抑制する
Shiga Toxin Suppresses the Production of Amyloid β by Altering the Intracellular Transport of Amyloid Precursor Protein

　アルツハイマー病の発症に関与すると言われるアミロイドβ（Aβ）は，その前駆体タンパク質APPが細胞内小胞輸送される過程でタンパク質分解酵素により切断され産生される。筆者らは，志賀毒素が小胞輸送されるに伴い，APPのリソソームへの輸送が亢進し，その結果Aβ産生が減少することを見出した。本稿では本知見について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　APPの細胞内輸送
3　Stxと細胞内輸送
4　StxとAPPの細胞内局在性
5　mStx2によるAβ産生の変化
6　おわりに

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ビデオ通話相手の身体を実体化するロボティックテレプレゼンスの開発
Development of Robotic Telepresence Systems That Physically Embodies the Video Call Partner’s Body Part

　近年，ビデオ通話等のテレプレゼンスの需要が高まっている。しかしながら，ビデオ通話で創出できる空間共有感（相手と同じ空間で対面している感覚）は十分ではなく，様々な社会問題が生じている。本稿ではそれらの問題が生じる原因について考察すると共に，ロボットで相手の身体を実体化することでビデオ通話における空間共有感を高めるロボティックテレプレゼンスについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　指示ジェスチャの実体化
3　身体接触の再現
3.1　人の手の触感を再現するロボットハンドの開発
3.2　ビデオ通話＋身体接触のインタフェースデザイン
4　まとめ

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植物細胞に対するタンパク質導入
Protein Delivery into Plant Cells

　近年ゲノム編集を初めとする多様なバイオテクノロジーの発展に伴い，機能性タンパク質を細胞内に導入することの重要性が高まっている。本稿ではまず，導入標的としての植物細胞の特徴と従来の導入技術について概説する。続いて特にタンパク質の直接導入に焦点を当て，実例を交えながら従来技術と比較，解説する。

【目次】
1　はじめに
2　導入標的としての植物細胞
3　導入分子の形態
4　植物におけるDNA導入
5　植物におけるタンパク質導入

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耐熱性プロバイオティクス乳酸菌由来の新規な耐熱性胆汁酸塩加水分解酵素の発見
Isolation of a Highly Thermostable Bile Salt Hydrolase from a Thermotolerant Probiotic Lactic Acid Bacterium
　
　胆汁酸塩加水分解酵素は，乳酸菌の腸内定着性の向上やヒトのコレステロール低減などに関わる重要なプロバイオティクス酵素である。近年，筆者らは耐熱性乳酸菌から単離した新規な胆汁酸塩加水分解酵素が極めて高い耐熱性と安定性を有することを発見した。本稿では，特に産業利用の観点から筆者らの研究の意義やインパクトについて概説する。

【目次】
1　はじめに -プロバイオティクス乳酸菌と胆汁酸耐性-
2　胆汁酸耐性を有する新種Lactobacillus属乳酸菌の発見
3　胆汁酸塩加水分解酵素遺伝子の機能解析
4　LapBSHが高い耐熱性を有することを発見
5　L. paragasseriにも高い耐熱性があることを発見
6　BSHの新機能を発見
7　まとめと今後の展望

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BIO BUSINESS

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再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012年の260億円から急速に拡大し，2030年には1.6兆円に達すると予測されている。2014年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

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健康食品・機能性食品工業

　2021年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は5,800億円（前年比104％）と推定され，市場は縮小に転じた。新型コロナウイルスへの抵抗力向上目的で乳酸菌関連が，また外出自粛により生活習慣病関連商品の需要が高まったが，全体としては新製品開発の停滞，機能性表示食品への移行等がマイナスに影響した。一方，機能性表示食品の市場規模は3,300 億円（前年度比120％）と推定され，前年に引き続き市場は大きく拡大した。コロナ禍の影響により，生活習慣病対策関連や抗ストレス・睡眠改善関連商品が市場をけん引した。2020年度は全体的な届出件数の増加に加え，「健康な人の免疫機能の維持」ほかいくつかの新規機能性の届出が認可され，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きはさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向

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食品添加物工業

　高齢化や人口減少が進むわが国において，食品添加物市場は成熟化が進んでおり，近年横ばいに推移している。消費者の健康・安全への関心の高まりから一部の食品添加物に対しては忌避傾向がみられる一方，健康志向の高まり，高齢者や共働きの増加，日本食ブーム，インバウンド需要，アルコール離れ，災害用備蓄などの時勢の変化に対応した商品群は市場を拡大しており，これらに関連する食品添加物の需要は堅調に推移している。食品添加物公定書第9 版が2017 年11 月30 日に告示された。2007 年の第8 版発行から約10年ぶりの改定となり，この間に指定された89品目が新たに収載された。2021年6月，指定添加物472品目，既存添加物357品目，天然香料609品目が指定されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向

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香料工業

　2020年の国内生産量は前年比96.4 ％の6万4,583トンと減少した。生産金額は前年比104.0％の1,856 億7,000万円となり，前年実績を上回った。香料には大きく分けて食品香料（フレーバー）と香粧品香料（フレグランス）があり，海外では同程度の市場を持っているが，国内ではおよそ7：1 で食品香料市場の方が大きい。2019 年の世界の香料売上高は，約265 億ドルと推定される。これはドルベースであり，現地通貨ベースでも増加している。特に中国，東南アジア市場の成長が大きい。香料は極めて嗜好性，快楽性の強い製品であるため，地域の気候，文化による差が大きく，それに対応した開発能力が求められている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　安全問題への対応
4　メーカー動向
5　製品開発動向

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産業用酵素工業

　産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2020年の世界市場は推計で6,900億円と推計される。さらに2025年には9,500億円へと，年6.5％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

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BIO PRODUCTS

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アスパルテーム(Aspartame)

リゾチーム(Lysozyme)

D-アミノ酸(D-amino acid)

L-リジン塩酸塩(L-Lysine monohydrochloride)

月刊バイオインダストリー 2022年5月号

￥2,200

シーエムシー出版

<span style="color: red; font-size: 1.5em"><b>月刊バイオインダストリー5月号についてのお知らせ</b></span> <div>月刊バイオインダストリー5月号 P.52の図5を重複して</div> <div>掲載する誤植がございましたが、現在は修正済みです。</div> <div>　</div> <div>修正前のデータをダウンロードしている方はお手数ではございますが</div> <div>再度、修正後のデータをダウンロードしてください。</div>
＜著者一覧＞


木曽良明　長浜バイオ大学
向井秀仁　長浜バイオ大学大学院
野村　渉　広島大学
玉村啓和　東京医科歯科大学
後藤佑樹　東京大学
道上雅孝　大阪公立大学
藤井郁雄　大阪公立大学
西澤直城　日産化学㈱
吉矢　拓　㈱ペプチド研究所
相馬洋平　和歌山県立医科大学
小早川拓也　東京医科歯科大学
辻　耕平　東京医科歯科大学
黒原　祟　国立医薬品食品衛生研究所
三澤隆史　国立医薬品食品衛生研究所
出水庸介　国立医薬品食品衛生研究所

　　
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【特集】ペプチド医薬の最新動向 ～広い観点からのペプチド創薬科学～

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特集にあたって
Introduction

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一群の自然免疫イニシエーションファクター，マイトクリプタイド
-効率的中和抗体獲得法の開発と炎症性疾患治療を目指したアプローチ-
Mitocryptides as a Novel Family of Innitiation Factors for Innate Immne Responses

　マイトクリプタイドは，我々が世界に先駆けて発見した，好中球に対して高い誘引・活性化能を示す一群の新規生理活性ペプチドである。マイトクリプタイドは，ミトコンドリアタンパク質からプロテアーゼにより切断されることにより産生されるが，最近，それらが虚血や怪我，火傷などにより誘導される，非感染性の組織・臓器傷害ばかりでなく，微生物やウイルス感染を含む，広範な自然免疫応答をイニシエートする因子群である可能性が明らかになりつつある。
　本稿では，解明されつつあるそれらマイトクリプタイドの生理的・病態生理学的機能について，それらの解明に向けた研究の経緯，特にマイトクリプタイドの生体機能解析において重要なツールである中和抗体の効率的取得法の開発を含めた研究を概説するとともに，それらをターゲットとした様々な炎症性疾患に対する創造的治療法の開発ならびに治療薬の創製について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　クリプタイドおよびマイトクリプタイドとは
3　マイトクリプタイドの網羅的同定
4　マイトクリプタイド：自然免疫応答イニシエーションファクターとしての可能性
5　マイトクリプタイド：特異的中和抗体を用いた生理的・病態的存在意義の解明
6　おわりに

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HIV-1 阻害剤・腫瘍認識プローブとしてのケモカイン受容体リガンド
Chemokine Receptor Ligands as HIV-1 Inhibitors and Tumor Detection Probe

　ケモカイン受容体CXCR4 はHIV-1 感染，がん転移，関節リウマチなどに関与しており，多様な創薬標的として注目されている。著者らはこれまでにペプチド性，非ペプチド性のCXCR4 アンタゴニストを創製してきた。また，CXCR4 の細胞膜上での多量体状態の解析のために多価型リガンドプローブ，CXCR4 リガンドのスクリーニング手法の開発などにも取り組んできた。本稿では一連の研究成果を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　天然由来ペプチドを基にしたペプチド性CXCR4リガンドの開発
3　ポリプロリンリンカーを利用した二価型リガンドの開発
4　三価型リガンドによるCXCR4多量体化状態の検討
5　二価型リガンドによる抗細胞遊走効果
6　NanoBRETを利用したホモジニアスアッセイによるCXCR4結合評価法
7　おわりに

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改変翻訳系と翻訳後骨格変換による擬天然ペプチドの合成
In vitro Synthesis of Pseudo-natural Peptides by the Combination of Engineered Translation and Posttranslational Modification Strategies

　我々は，望みの生物活性を発揮する擬天然ペプチドを開発し，創薬戦略に応用展開することを念頭に，試験管内翻訳系の改変を精力的に行ってきた。近年では，様々な翻訳後骨格変換反応と組み合わせることで，本来は翻訳反応で合成し得ない多種多様な非タンパク質性骨格を構築できることも実証している。本稿では，これら擬天然ペプチドの試験管内生産技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　遺伝暗号リプログラミングによる非タンパク質性残基の直接導入
3　翻訳後化学修飾による骨格変換
4　翻訳後酵素修飾による骨格変換
5　おわりに

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ポスト抗体医薬：進化分子工学によるVEGF 標的
ヘリックス・ループ・ヘリックス（HLH）ペプチドの創出
Post-Antibody Drugs：Directed Evolution Generates VEGF-Targeting Helix-Loop-Helix Peptides

　近年，ポスト抗体医薬として分子標的ペプチドが注目されている。筆者らは，新しい創薬モダリティーとしてde novo 設計したヘリックス・ループ・ヘリックス構造を有する分子標的ペプチド（約4 kDa）の開発を進めている。本稿では，血管内皮増殖因子A（VEGF）に対する分子標的ペプチドの創出およびその生物活性について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　抗体のダウンサイジング
3　立体構造規制HLHペプチドライブラリー
4　ファージ表層提示HLHペプチドライブラリーのスクリーニング
5　標的タンパク質：血管内皮増殖因子A（VEGF）
6　VEGF阻害HLHペプチドのスクリーニングと機能評価
7　VEGF非阻害HLHペプチドのスクリーニングと機能評価
8　終わりに

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新規収束型液相合成法SYNCSOLを用いたN－メチルアミノ酸含有環状ペプチドの合成
Synthesis of N-Methylamino Acid Containing Cyclic Peptide with SYNCSOL, a Novel Convergent Liquid Phase Synthesis platform.

　ペプチド鎖を短いフラグメントに分割して合成し，結合することで全長ペプチドを構築する，収束型液相合成法は短～中鎖ペプチド製造に適した方法である。本稿では我々が開発した新規縮合法R－Couplingとシリル型保護基SIPSからなる新規ペプチド製造プラットホームSYNCSOLを用いた，N－メチルアミノ酸含有環状ペプチドの収束型液相合成法による製造例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　新規アミノ酸縮合法R－Coupling
3　新規シリルエステル型カルボン酸保護基（SIPS）
4　SYNCSOLによる環状ペプチドの製造研究
5　まとめ

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ペプチド合成の現状と創薬への展望
Progress of Peptide Synthesis and its Application to Medicinal Research

　ペプチド合成法の発展について紹介した後，化学合成の力を活かしたペプチド医薬品をいくつか紹介し，ペプチド性医薬品へのペプチド合成化学の貢献について概説する。

【目次】
1　ペプチドの合成
2　D体含有ペプチドの応用
3　ジスルフィド結合含有ペプチド
4　修飾ペプチド
5　展望

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アミロイドペプチドを光酸素化する化学触媒の開発と神経変性疾患治療への展開
Chemical Catalysts for Photooxygenation of Amyloid Peptides and Application for Treatment of Neurodegenerative Diseases

　アゾベンゼンホウ素錯体（AZB）を母骨格とした化学触媒は，アミロイドに特有のクロスβシート構造に結合することによって活性化され，アミロイドを選択的に酸素化した。さらに，本触媒は，血液脳関門を通過できるため，末梢からの触媒投与と対外からの光照射という非侵襲的な処置によってマウス脳内のAβアミロイドを酸素化することができ，Aβの除去を促進することができた。

【目次】
1　はじめに
2　アミロイドを選択的に光酸素化する化学触媒
3　非侵襲的なマウス脳内での光酸素化反応
4　おわりに

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ペプチドミメティックを活用した中分子型創薬リードの創製
Development of Mid-size Drug Leads Using Peptidomimetics

　高分子と低分子の中間に位置する中分子化合物が新しい創薬モダリティとして注目されている。この中分子に属するペプチドは魅力的な分子群である。我々はこのペプチドの欠点を補うべく，模倣体としてのペプチドミメティックの開発を行ってきた。そのひとつであるクロロアルケン型ペプチド結合等価体（CADI）の創出と応用について，最近新たに“収束的”にCADI 骨格を構築できる合成法も確立したので，併せて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチドミメティック
3　クロロアルケン型ジペプチドイソスター（CADI）
3.1　CADIのデザイン
3.2　クロロアルケンの骨格構築
3.3　CADIの立体選択的合成
3.4　CADIの生理活性ペプチドへの応用
4　まとめと展望

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二次構造制御を基軸としたペプチド創薬研究
Peptide Foldamers in Drug Discovery

　中分子ペプチドは，低分子と高分子双方の利点を活かすことができる創薬モダリティである。我々は，ペプチド二次構造制御を基軸とした創薬研究を行なってきた。本稿では，非天然型アミノ酸の合成と含有ペプチドの二次構造解析，PPI 阻害ペプチドの開発，抗菌ペプチドおよび細胞膜透過ペプチドの開発について，紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ヘリカル構造を制御できる非天然型アミノ酸の開発と含有ペプチドの二次構造
3　ヘリカル構造制御に基づく抗菌ペプチドの開発
4　ヘリカルテンプレートを利用したDDSキャリアペプチドの開発

月刊バイオインダストリー 2022年4月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


吉見孔孝　㈱ジェイテクト
山本圭治郎　㈱パワーアシスト研究所
山田泰之　法政大学; ㈱ソラリス
八木栄一　和歌山大学ベンチャー　パワーアシストインターナショナル㈱
中里裕一　日本工学大学
清水洋和　日本工学大学　
滝田謙介　日本工学大学
樋口　勝　日本工学大学
林　正弘　QVIジャパン㈱
高瀬　鍛　日本工学大学
宮嵜哲郎　東京大学
曽我部舞奈　東京大学
川嶋健嗣　東京大学
川瀬利弘　東京電機大学


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【特集】パワーアシストスーツ

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作業負荷軽減を目的としたアクティブ型電動パワーアシストスーツの開発
Development of The Active Type Electric Power Assist Suit for Work Load Reduction

　現在，少子高齢化に伴う労働人口減少が社会的課題である。また，作業者が腰痛リスクを抱えたまま作業に従事している実態があり，長期的には作業効率低下への影響が示唆されている。
　当社では，作業者の用途に合わせ，作業を制約せず腰への負荷を軽減したアクティブ型電動パワーアシストスーツを開発し，その負荷軽減効果と作業効率の向上性を確認した。

【目次】
1　はじめに
2　パワーアシストスーツの分類
3　荷役・掘削作業向けパワーアシストスーツ（J-PAS LUMBUS）
3.1　特長と利点
3.2　基本構成と構造
3.3　作動原理
3.4　安全設計
3.5　効果検証
4　介護・介助作業向けパワーアシストスーツ（J-PAS fleairy）
4.1　特長と利点
4.2　基本構成と構造
4.3　作動原理
4.4　安全設計
4.5　効果検証
5　おわりに

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ベローズを利用したアクチュエータによるパワーアシストスーツの開発
Development of Power Assist Suit Employing Bellows Actuators

　介護者用ウェアラブルパワーアシストスーツの実現を目指し，新たに腰関節おび股関節の伸展力をアシストする為のベローズ式ロータリーアクチュエータ，及び，脚を伸展させ臀部を押し上げる為のベローズ内蔵式エアシリンダアクチュエータを開発し，これらを利用した新方式のパワーアシストスーツを開発したので紹介する。

【目次】
1　緒言
2　ベローズアクチュエータによるパワーアシストスーツ
3　着用者の骨盤とスーツの腰ベルトとの固定
4　腰，股関節用ベローズロータリーアクチュエータ
5　ベローズ内臓エアシリンダアクチュエータ
6　膝関節の補助力増強
7　動作実験
8　結言

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必要最小限のアシスト力を多くの人に提供する：上向き作業補助装置TasKi の開発
Development of Overhead Work Assist Device TasKi：The Assistive Device with Minimum Necessary Assistive Force

　上向き作業時アシスト装置TasKi は，“必要最小限のアシスト力を多くの人（リーズナブル）に提供する。”をコンセプトに，バッテリやモータを用いず，ばねを用いた機械式自重補償機構でアシスト力を発生する。その概要と特徴を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バッテリの必要ない上向き作業アシスト装置TasKi
2.1　機械式自重補償装置による腕補助
2.2　圧縮ばねを用いた機械式自重補償機構
3　TasKiの自重補償力の設定
3.1　各被験者の上腕自重の確認
3.2　補助度合いの調査
3.3　上腕補助の筋電位計測による評価
4　結言

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農業向けパワーアシストスーツの実用化と展開
Development and Realization of the Power-Assisted Suit for Agriculture

　日本の農業は後継者不足から高齢化が急速に進でいる。農業従事者は収穫物などの重い荷物を持ち上げて運搬することが多く，また露地栽培では長時間中腰作業が続くことにより，腰痛を患っている方が多い。このような状況のもとロボット技術を活用してスマート農業を実現する取り組みが進んでいる。今回スマート農業の一例として，全自動化する機械を用いることが難しい農作業に対して，装着して力を支援するロボットであるパワーアシストスーツを開発し，農作業を軽労化することによる生産性の向上について紹介する。今回農業分野での実用化とともに，建設・物流・工場内運搬・介護など他分野への展開についても報告する。

【目次】
1　はじめに
2　開発の経緯
3　開発したモーター式パワーアシストスーツ
4　モーター式パワーアシストスーツの効果検証
5　農業分野以外へのパワーアシストスーツの展開
6　モーター式パワーアシストスーツの普及活動
7　おわりに

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蛇腹を用いた水圧式リハビリテーション機器
Hydraulic Rehabilitation Equipment Using Bellows

　手指を対象としたリハビリテーション装置を開発している。装置には小型・軽量かつ柔軟で，低騒音であることが求められることから，水圧駆動の蛇腹構造アクチュエータを採用した。本論文では提案したリハビリ装置を設計・製作し，試作機を用いて動作実験をおこない提案した機構の有効性を明らかとしたので報告する。

【目次】
1　はじめに
2　脳卒中患者に対するリハビリテーション
2.1　脳卒中の種類と後遺症　
2.2　脳卒中患者のリハビリの現状
2.3　脳卒中患者のリハビリの方法
2.4　脳卒中患者のリハビリ装置の現状
3　開発コンセプトと目標可動範囲
4　蛇腹構造水圧駆動アクチュエータの提案
5　リハビリ装置の試作
6　動作実験
7　リハビリ実験
8　おわりに

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二関節筋構造を用いたパワーアシストスーツ
Power Assist Suit Using Bi-articular Muscle Structure

　二関節筋構造をロボット機構に採用する場合，高い応答性だけでなく，発生力や動特性の等方性を容易に実現できる。本研究では軽量かつ安全な歩行補助を目的とした二関節筋構造を有するパワーアシストスーツを提案し，試作機によりその力学特性及び動力学特性における二関節筋構造の有効性を明らかとしたので報告する。

【目次】
1　はじめに
2　一関節筋と二関節筋について
3　装置の仕様
4　実験結果・考察
4.1　足先に発生する力の測定
4.2　応答性実験
5　おわりに

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人にやさしい空気圧駆動式パワーアシストスーツ
Pneumatic Driven Type Power Assist Suit with High Usability and Safeness

　様々な場面で人の身体負荷を軽減することを目的として，多様なパワーアシストスーツが開発されている。その中で，著者らの研究グループでは，装着者の観点からユーザビリティを高めつつ安全安心に使用可能な空気圧駆動式パワーアシストスーツの開発を継続して行っている。本稿ではこれまでに得られた研究成果を説明する。

1　はじめに
2　空気圧駆動式パワーアシストスーツ
2.1　機構の設計
2.2　PAMの内圧変化を用いたアシストタイミングの検知
2.3　アシストスーツの性能検証実験
3　おわりに

月刊バイオインダストリー 2022年3月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


黒田章夫　広島大学
堀　克敏　名古屋大学
内田和希　九州大学
神谷典穂　九州大学
梅津光央　東北大学
中澤　光　東北大学
二井手哲平　大阪大学
大河内美奈　東京工業大学
隅田泰生　鹿児島大学
新地浩之　鹿児島大学
吉野知子　東京農工大学
鈴木智加良　東京農工大学
川久保雅友　信州大学


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【特集】固相へのバイオ分子の配向とその利用

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特集にあたって
Introduction

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鉱物にアフィニティーのあるタンパク質の利用
Application of Mineral-binding Proteins

　特定の鉱物にアフィニティーのあるタンパク質を利用して鉱物を検査しようという試みは，現在のX 線を用いた分析法では判定が難しいものでも判定できる場合があることから，「環境検査」「医療診断」「鉱物学」の分野で将来有用な技術になると考えている。著者は，「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から始まった「結晶のバイオセンシング」を一般化したいと考えている。

【目次】
1　はじめに：「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から「結晶のバイオセンシング」へ
2　アスベストをバイオで検査するという試み
2.1　アスベスト結合タンパク質を使ったアスベスト検査
2.2　鉱物資源を安全に利用するための簡便なアスベスト検査
3　結晶のバイオセンシングへの展開
3.1　DksAの分子認識メカニズム
3.2　様々な結晶を特異的に認識する人工タンパク質を創成する技術
4　おわりに

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細菌接着タンパク質と微生物固定化への利用
Bacterial Adhesive Protein and Its Application to Microbial Immobilization

　筆者らは，様々な材料表面に接着する細菌の細胞表層タンパク質AtaA を発見し，その性質，構造，接着機構の解明を進めてきた。さらに，AtaA を利用した画期的な微生物固定化法の開発と固定化微生物による革新的微生物プロセスの構築を手掛けてきた。本稿では，従来の微生物固定化法の概説後，AtaA について研究の進展について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　従来の微生物細胞固定化法
3　微生物接着タンパク質AtaA
4　微生物固定化技術への応用
5　将来展望

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脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング技術
Anchoring Proteins on Lipid-bilayer Membranes

　細胞は脂質分子により構成される二重膜構造で区画化され，膜に局在するタンパク質を介した情報伝達やエネルギー変換を通して生命活動を営んでいる。本稿では，脂質分子の導入によるタンパク質への疎水性の付与と，人工脂質修飾タンパク質の合成二分子膜ならびに細胞膜表層へのアンカリング技術と応用例を紹介する。

【目次】
1　生体内におけるタンパク質の脂質修飾
2　合成脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング
3　細胞膜表層へのタンパク質のアンカリング

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材料表面を認識するペプチド・タンパク質から発想するハイブリッドナノアセンブリ
Hybrid Nanoassembly via Material-binding Peptides and Proteins

　試験管の中で進化を模倣した進化分子工学は，分子集合体や無機材料表面などの非分子系材料をも分子認識対象とし材料表面に親和性のあるペプチド・タンパク質を創りだすことができる。本稿では，それらバイオ分子が様々な材料に対してハイブリッドな階層的複合構造を形成できるインターフェイス分子として利用できることを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　材料結合性ペプチド
3　材料結合性抗体
4　天然に存在する材料結合性ドメイン：セルロース結合ドメイン
5　おわりに

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ナノデバイスへのペプチドの固定と利用
Peptide Functionalization and Utilization in Nanodevices

　近年，ナノ粒子，ナノワイヤ，ナノシートなど比界面積の大きいナノ構造体を活用したバイオデバイスの開発が進んでいる。ペプチドは化学合成や化学修飾が容易であり，特定の材料表面への修飾や自己組織化が可能である他，構成されるアミノ酸の特性によりターゲットに対して優れた親和性を発揮する。本稿では，ペプチドを利用した分子認識界面の構築によるナノデバイスの開発について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチド修飾ナノワーヤデバイスによるエクソソーム回収
3　有害・危険物を迅速にセンシングする分子認識ペプチドプローブの開発

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糖鎖のナノ粒子への固定化と医薬・検査薬への応用
Immobilization of Sugar Chain onto Gold Nanoparticle and Medical / Diagnostic Application
　
　糖鎖を金属へ効率よく固定化するオリジナルな方法を確立し，それを応用したナノ粒子のウイルス検査法，および免疫増強剤の開発研究について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖固定化ナノ粒子を用いたウイルス検査法の開発
2.1　ウイルス検査の重要性について
2.2　インフルエンザウイルスの実験
2.3　デング熱ウイルス
3　アジュバント（免疫増強剤）としてのToll様受容体7（TLR7）リガンド・糖鎖共固定化金ナノ粒子の開発
3.1　アジュバントとしてのTLRリガンド
3.2　1V209・糖鎖共固定化金ナノ粒子（1V209-SGNPs）の調製
3.3　1V209-SGNPsの免疫増強活性
4　おわりに

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単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用
Single-cell Array and Its Application to Rare Cell Analysis

　生体内には疾病に関わる様々な希少細胞が存在しており，この様な希少細胞の解析により診断・治療や発症メカニズム解明が期待される。一方でこの様な希少細胞の解析には技術的な課題が多く残されており，十分なオミクス情報の取得には至っていない。本総説では希少細胞の解析に向けて，近年開発されている単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　希少細胞の種類と重要性
3　単一細胞アレイ化技術
3.1　ドロップレット
3.2　マイクロウェル
3.3　誘電泳動
3.4　マイクロフィルター
4　Microcavity array（MCA）の開発と希少細胞解析への応用
5　おわりに

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BIO REVIEW

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薬剤耐性ピロリ菌に除菌効果を有するコレステロール類似物質
Cholesterol Analogue Available for Antimicrobial Resistant Helicobacter Pylori

　コレステリル-α-D-グルコピラノシド（CGL）は，ピロリ菌の細胞壁構成成分である。我々は，コレステロール類似物質であるコレステノンが，CGL生合成を阻害することでピロリ菌に抗菌活性を示すことを明らかにした。また抗菌作用はクラリスロマイシン耐性を有するピロリ菌にも有効であった。さらにコレステノンは，ピロリ菌感染マウスに投与し単剤で除菌することができた。

【目次】
1　ピロリ菌とは
2　ピロリ菌除菌治療の方法およびその効果と問題点
3　ピロリ菌がもつ特徴的な糖脂質
4　ピロリ菌に対するコレステノンの効果
5　抗生物質とコレステノンの相違
6　今後の展望

月刊バイオインダストリー 2022年2月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


尾関健二　金沢工業大学
山田浩之　大関㈱
大浦友紀　大関㈱
幸田明生　大関㈱
渡辺敏郎　園田学園女子大学
北垣浩志　佐賀大学
西浦英樹　日本コルマー㈱
竹内愛子　九州大学
小山　遼　九州大学
善藤威史　九州大学
竹本拓矢　三省製薬㈱
外薗英樹　三和酒類㈱


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【特集】発酵美容成分の開発

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特集にあたって
Introduction

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日本酒成分α－EG の塗布による皮膚真皮層のコラーゲンスコアへの影響
Effect of Application of Sake Ingredient α-EG on Collagen Score of Skin Dermal Layer

　日本酒の主要成分であるα-EG は真皮層の線維芽細胞を活性化しコラーゲン生産に大きく影響した。この現象は細胞実験だけでなく塗布試験でも証明でき，学生以上にコラーゲンが減少している年配層が効果的であることが分かった。さらに浸透剤とα-EG 濃度を組合せることよりコラーゲンを充実できる化粧料が開発できる。

1　はじめに
2　α-EGのヒト成人線維芽細胞に与える影響
3　α-EGのヒト塗布試験によるコラーゲンスコアに与える影響
3.1　ハンドクリームの塗布試験
3.2　乳液の塗布試験
4　おわりに

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日本酒と発酵の技術を活かした天然素材『J-プレミアエキス31』について
Natural Material “J-Premier Extract 31”Utilizing Sake and Fermentation Technology

　古くから美肌効果が伝承されている日本酒。その美肌効果の主要成分として着目されているのが，エチル-α-D-グルコシド（α-EG）である。本稿ではα-EG の機能性について紹介し，さらに，α-EG を高含有するコメ発酵液と，アミノ酸を高含有する酒粕エキスの2 種類の素材をブレンドした天然素材『J-プレミアエキス31』の機能性について紹介する。

1　はじめに
2　α-EGについて
2.1　α-EGが線維芽細胞の生育に与える影響
2.2　RT-qPCRを用いたα-EGの遺伝子発現に対する効果の検証
2.3　α-EGがNHDFのコラーゲン産生に与える効果
3　コメ発酵液と酒粕エキスをブレンドしたJP31について
3.1　JP31の組成とNHDFの遺伝子発現およびコラーゲン・ヒアルロン酸産生に与える影響
3.2　JP31のヒト塗布試験による肌に与える影響
4　おわりに

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酒粕の機能性
Sake Lees as a Functional Material

　酒粕は清酒製造の過程でもろみを圧搾した後に得られる搾り粕である。酒粕は，米由来の成分と麹菌や酵母の菌体成分，またこれらの菌が生産した代謝産物等が含まれており，栄養価も高く健康に良い食品素材として利用され，甘酒，粕漬け，粕汁等に用いられている。近年，酒粕は栄養のみならず機能性素材としても注目されている。ここでは，酒粕の機能性について，特に発酵酒粕素材とレジスタントプロテインを中心に解説する。

【目次】
1　レジスタントプロテイン
2　レジスタントプロテインを高含有させた酒粕素材
3　酒粕の油吸着効果
4　脂質代謝改善効果
5　コレステロール胆石形成抑制効果
6　内臓脂肪蓄積抑制効果
7　腸内環境改善効果
8　酒粕摂取による健康効果
9　酒粕甘酒が体温に及ぼす影響
10　酒粕の老化抑制および脳機能活性化
11　おわりに

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麹及びそれに含まれるグリコシルセラミドの皮膚への機能
The Function of Koji and Koji-realted Glycosylceramide on the Skin

　麹はこれまで化粧品や保湿剤として経験的に使われてきたが，そのメカニズムは必ずしも明らかではなかった。そこで麹に含まれるグリコシルセラミドの培養ヒト皮膚細胞への影響を調べたところ，皮膚のバリア機能や脂質の輸送に関わる遺伝子の発現が増加していた。麹を皮膚の常在菌であるStaphylococcus epidermidis に加えたところ，乳酸の産生を促していた。これらの効果により，麹は皮膚に良い影響を与えていると考えられた。

【目次】
1　皮膚の構造について
2　スフィンゴ脂質について
3　アトピー性皮膚炎とスフィンゴ脂質について
4　麹のスフィンゴ脂質について
5　麹のスフィンゴ脂質の肌細胞への効果について
6　麹の皮膚常在菌の代謝への作用
7　おわりに

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分裂酵母エキス「AQUALIZERⅡ」の保湿効果とスキンケアへの応用
The Cosmetic Effect of AQUALIZERⅡ

　我々は，日本だけでなく，世界的にも馴染み深い発酵原料の開発を目的とし，古くからパンやビール醸造に，また，細胞分裂の研究モデル生物としても利用されているSchizosaccharomyces pombe に着目し，オリジナルの化粧品原料「AQUALIZERⅡ」を開発した。その効果について簡単に紹介する。

1　分裂酵母エキス「AQUALIZERⅡ」
2　AQUALIZERⅡのアミノ酸分析結果
3　AQUALIZERⅡの真皮由来線維芽細胞賦活効果
4　AQUALIZERⅡの表皮バリア機能強化効果
4.1　三次元皮膚モデルLabCyte EPI-MODEL（6-day cultured model）を用いたセラミド産生促進効果
4.2　AQUALIZERⅡの角層形成への影響
4.3　AQUALIZERⅡの経表皮水分喪失量（TEWL）への影響
5　アトピー性皮膚炎の患者への利用の可能性
6　おわりに

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乳酸菌およびその類縁菌が生産するバクテリオシン
Bacteriocins Produced by Lactic Acid Bacteria and Related Bacteria
　
　抗菌ペプチドであるバクテリオシンのうち，乳酸菌やその類縁菌が生産するものは，安全性の高い抗菌物質として食品保存をはじめとする様々な用途への利用が期待されている。これらの特性や実用化の例などについて解説するとともに，発酵美容成分としての応用に向けてバクテリオシンが秘める可能性を考察する。

1　はじめに
2　乳酸菌とその類縁菌が生産するバクテリオシン
2.1　バクテリオシンの特性
2.2　バクテリオシンの分類
2.3　バクテリオシンの生合成機構・作用機構
3　バクテリオシンの応用
3.1　乳酸菌バクテリオシンの応用
3.2　乳酸菌の類縁菌によって生産されるバクテリオシンの応用の可能性
4　バクテリオシンの強化および生産系の構築
5　おわりに

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豆乳乳酸菌発酵液のスキンケア効果
Skin Care Effect of Soymilk Lactobacillus Ferment Filtrate

　長い間，日本人に親しまれてきた大豆と発酵の組み合わせに着目し，美容成分として豆乳の乳酸菌発酵液「豆乳発酵液（九州大豆）」を開発した。今回は，「豆乳発酵液（九州大豆）」のもつ幅広いスキンケア効果として，メラニン産生抑制作用，コラーゲン産生促進作用，そして近年注目されている美肌菌の増殖促進作用について紹介する。

1　はじめに
2　大豆と発酵
3　スキンケア効果のターゲット
4　豆乳発酵液（九州大豆）のスキンケア効果
4.1　メラニン産生抑制作用
4.2　コラーゲン産生促進作用
4.3　美肌菌の増殖促進作用
5　考察
6　おわりに

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γ－アミノ酪酸（GABA）
Gamma-aminobutyric acid （GABA）

　GABA には様々な機能性があり，2021 年11 月現在，4700 件を超える機能性表示食品の中でも570 件以上の届出数があり，最も多く利用されている機能性関与成分である。中でも注目されている機能性が「肌の弾力維持」であり，美容訴求の新素材として期待されている。GABA のヒト経口摂取における肌への有効性とその作用機序について説明する。

1　はじめに
2　GABA 摂取が肌に与える影響（オープン試験による探索的評価）
2.1　方法
2.2　結果
3　GABA摂取が肌に与える影響（二重盲検並行群間比較試験)
3.1　方法
3.2　結果
4　作用機序
5　おわりに

月刊バイオインダストリー 2022年1月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


川畑伊知郎　東北大学
福永浩司　東北大学
町原加代　高知大学
難波卓司　高知大学
建部陽嗣　量子科学技術研究開発機構
徳田隆彦　量子科学技術研究開発機構
伊藤-佐々木隆広　東北大学
伊藤健太郎　東北大学
山口皐平　群馬大学　
栁澤理央　群馬大学
大木佑哉　群馬大学
酒井真理　群馬大学
松村彰彦　群馬大学
加田　渉　群馬大学


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BIO REVIEW

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レビー小体病を予防可能な新規中分子治療薬の開発
Development of Novel Medium-molecular Therapeutics for Lewy Body Disease

　超高齢化社会の到来により，認知症や運動疾患の増加が社会問題である。本稿では，パーキンソン病やレビー小体型認知症の原因タンパク質αシヌクレインの神経細胞取り込みと凝集，細胞間伝播の新しい分子機序を解説する。また，その根本的予防が可能な低分子化合物，新規中分子治療薬の開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　脂肪酸結合タンパク質依存的なαシヌクレインの細胞内取り込み機構
3　ドパミン受容体とカベオラによるαシヌクレインの細胞内取り込み制御
4　αシヌクレインの凝集と伝播を予防する新たな治療薬開発
5　おわりに

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スピルリナによる新たな抗酸化作用の発見
Spirulina Ingredient Increases Antioxidant Capacity in Senescent Fibroblasts.

　スピルリナの新たな作用として老化線維芽細胞で抗酸化タンパク質の発現を誘導することで抗酸化能力を上昇させて，低下していたミトコンドリアの機能を回復させること，及びコラーゲンの産生量を増加させることを見出した。これにより，スピルリナはアンチエイジング作用を期待した新規素材としての開発が期待される。

1　はじめに
2　細胞老化とミトコンドリア
3　スピルリナによる老化細胞ミトコンドリアの機能回復
4　スピルリナによる細胞の抗酸化作用の増強
5　おわりに

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認知症の血液診断法の開発
Development of Blood Diagnostic Method for Dementia

　認知症の治療薬開発が進む中で，早期診断や病態評価のために血液バイオマーカーの必要性が高まっている。アルツハイマー病病理の構成成分であるAβやタウは，病態を反映するバイオマーカーとしてこれまで脳脊髄液で定量がおこなわれてきた。近年，これらのタンパクは血液中でも正確に定量できるようになってきた。今後は，多種多様な認知症性疾患の脳病理をより包括的に診断・層別化ができる次世代のバイオマーカーシステムの確立が進行している。バイオマーカー（BM）は，「病的過程あるいは薬理学的な反応などを客観的に測定して評価される特性」と定義される。これまで脳神経疾患の生化学的BMは，主に脳脊髄液BMが開発の主体であったが，採取の手間や，侵襲性の高さなどの問題があり，臨床で応用されるにはいたっていない。そのため，血液や尿といった身近なサンプルによるBMの開発が強く望まれてきた。その中でも，脳神経疾患の血液BMが強く希求されており，最近のイノベーションによって血液BMの臨床応用が夢ではなくなってきている。

【目次】
1　アルツハイマー病のコアBMとそれら血液BMへの応用
2　ADバイオマーカーとしての血液中リン酸化タウ（p－タウ）の有用性
3　“A” myloid, “N” eurodegenerationおよびその他の血液BM
4　今後の展望

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世界初のLAL試薬を使用しないエンドトキシン検出法の開発
Development of LAL-free Endotoxin Detection Methodll Adhesion and Desorption

　Coulter－counter法を用いたエンドトキシンの連続モニタリング法を検討した。先端にナノポアを有するガラスナノピペットの内部にエンドトキシンを含む透析液を入れ，エンドトキシンフリー透析液のバルク溶液にピペット先端を浸した。ピペット内－バルク間で1 V印加して電流変化を観察した結果，エンドトキエンドトキシン濃度の上昇とともにパルス状の電流変化の現れる頻度が上昇した。本手法はこれまでに実現されていない透析や製薬工場のラインへの組込みができるエンドトキシン検出法としての応用が期待される。

【目次】
1　緒言
2　実験
2.1　試薬調製と電極作製
2.2　エンドトキシン定量
3　結果および考察
3.1　ナノピペットの評価
3.2　エンドトキシン定量
4　結言

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重粒子線がん治療場での臨床線量の評価を目的とした半導体線量計の開発
Development of Semiconductor-based Dosimeter for Evaluation of Clinical Dose in Carbon Beam Cancer Treatment Field

　「がん死ゼロ健康長寿社会」の実現を目指す上で，重粒子線がん治療技術は重要な役割を果たしている。治療高度化につれ，線エネルギー付与（LET）に代表される粒子線の特徴量の測定が必要となっている。本稿では，エネルギー分解能や放射線耐性に優れたワイドバンドギャップ半導体を用いた線量計の開発と実際の治療場での測定例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　臨床線量計の開発
2.1　がん治療場での重粒子線照射
2.2　半導体線量計の開発
2.3　計測評価の流れ
3　実験結果
3.1　LETスペクトルの測定
3.2　今後の展開，LET解析とRBE推定
4　まとめ

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BIO BUSINESS

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医薬品工業

　世界の医薬品市場は2014 年に1 兆ドルを突破し，2020 年には1 兆1,800 億ドルを超え，今後も3～6％程度の成長が見込まれている。2019 年の国内医薬品の生産金額は，9 兆4,860 億円となり，前年比37.3％の伸びを示した。医療用医薬品，一般医薬品とも増加したが，配置用家庭薬は減少した。全体的にみると生産金額は年によりばらつきがあるが，製薬業界にとって厳しい状況が続いている。また，2019 年末から発生しているコロナウイルス（COVID-19）による肺炎に関して，IQVIA は，国内のコロナワクチンの市場規模は，21 年度2,250 億円，22 年度500 億円，23 年度1,150 億円，24 年度300 億円，25 年度900 億円と予測している。

1　医療用医薬品
1.1　生産動向
1.2　輸出入
1.3　世界市場
1.4　国内動向
2　一般用医薬品
2.1　生産動向
2.2　市場動向
2.3　企業動向
3　臨床検査薬

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≪BIO PRODUCTS≫

N-アシルグルタミン酸塩（N-Acylglutamate）

L-ロイシン (L-Leucine)

月刊バイオインダストリー 2021年12月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


高谷智英　信州大学
藤原良介　（国研）理化学研究所
野田修平　（国研）理化学研究所
田中　勉　神戸大学
上村靖司　長岡技術科学大学
杉原幸信　長岡技術科学大学
山口哲志　東京大学
嶋田和貴　京都大学
七夕高也　（公財）かずさ DNA研究所
磯部祥子　（公財）かずさ DNA研究所


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BIO REVIEW

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核酸医薬品シーズとしての微生物オリゴDNA
Bacterial Oligodeoxynucleotides as Nucleic Acid Drug Seeds

　核酸医薬品は，抗体医薬品に続く次世代医薬品として注目されている。中でも，標的分子と特異的に結合するアプタマー（核酸抗体）は有望な創薬シーズである。筆者は最近，微生物のゲノム配列に由来するオリゴDNAが，アプタマーとして機能することを報告した。本稿では，創薬モダリティとしての微生物オリゴDNAについて解説する。

【目次】
1　核酸医薬品と微生物オリゴDNA
1.1　核酸医薬品の種類
1.2　微生物オリゴDNAの生理作用
2　筋形成型オリゴDNA
2.1　核酸医薬品のターゲットとしての幹細胞
2.2　乳酸菌ゲノム配列に由来する筋形成型オリゴDNA
2.3　抗ヌクレオリンアプタマーとしての筋形成型オリゴDNA
2.4　筋形成型オリゴDNAの応用展開
3　創薬モダリティとしての微生物オリゴDNA

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糖の使い分け技術・“代謝スパイス”を駆使した微生物発酵生産
Novel Bioproduction Technologies：Parallel Metabolic Pathway Engineering and Metabolic Spices

　本稿では，微生物による物質生産に資する2つの技術を紹介する。複数の糖を使い分けるParallel Metabolic Pathway Engineering（PMPE）技術，及び，ごく少量を外から加えるだけで微生物の性能を最大限引き出す “代謝スパイス” 技術により，目的生産物の収率と生産量を大幅に向上させることが可能となる。

1　はじめに
2　糖を使い分ける技術：Parallel Metabolic Pathway Engineering
3　“代謝スパイス”の開発に向けたペリプラズムエンジニアリング

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美しく融けにくく飲料の味を変えない氷の製法
A Beautiful, Hard-to-melt Ice Making Methods for Beverages

　見た目がきれいで融けにくく飲料の味を変えない「良い氷」とはどんなものなのか。それを作るにはどのような方法があって，それぞれの長所短所は何か。本稿では著者らが新たに開発した「放射製氷」と「連続引上げ製氷」の2つの技術について，その特徴，氷の品質，優位性，市場性について既存技術と比較しながら紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　良い氷の定義と製氷プロセスの理解
2.1　「良い氷」とは
2.2　品質の観点からの製氷プロセスの理解
3　製氷技術の種類
3.1　その場製造
3.2　バッチ製造
4　開発された新しい製氷技術
4.1　放射製氷（バッチ製造）
4.2　連続引上製氷（その場製造）
5　おわりに

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細胞の付着と脱離を光制御できる細胞培養基板
Cell Culture Substrates for Photo?Controlling Cell Adhesion and Desorption

　細胞の解析や操作のために，細胞の基板表面への付着と脱離を遠隔操作する技術が求められている。我々は，細胞表層と相互作用する光応答性の合成分子を開発し，基板表面に修飾することによって，細胞の付着や脱離を光応答性に変換できる基板表面を創出してきた。本稿では，この光応答性表面の設計原理や性質と共に，応用研究についても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　光照射によって細胞が付着しなくなる表面
3　光照射によって細胞付着性が可逆的に変化する表面
4　光応答性の細胞付着表面の応用
5　おわりに

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AIは緩和ケアの未来を拓く
AI is the Future of Palliative Care

　現代ホスピス・緩和ケアは社会的ニーズを反映して世界に広まりつつあるが，その歴史はまだ若く，様々な課題を抱えている。特に大きな問題点として，人手不足，臨床における実践の困難さ，発展のための基盤的研究の困難さ，が挙げられる。これらの問題点に対して人工知能（Artificial Intelligence，以下AI）や機械学習（Machine Learning，以下ML）は抜本的解決策を提供できる可能性がある。読者にとって身近ではないと思われる緩和ケアの概要はAIやMLの応用を考える際に重要であるため，本稿では紙面を費やし説明する。

【目次】
1　緩和ケアの背景
1.1　世界と日本のホスピス・緩和ケアの歴史
1.2　実践
2　緩和ケアの課題
2.1　日本における緩和ケアの課題
2.2　地域における緩和ケアニーズの実地調査
2.3　緩和ケアになぜAIが必要か
3　緩和ケアにはどのようなAI研究が必要か
4　緩和ケアにおけるAI・ML研究の実際
4.1　自験例
4.2　緩和ケアにおけるAI・ML研究のポイント
5　AIやMLの臨床応用の見通し
6　まとめ

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個体ごとに植物の形質値と環境値を取得する技術開発
Development of Technologies to Obtain Phenotypic and Environmental Values for Individual Plants

　近年，植物と植物を取り巻く環境値をより詳細に解析するための技術開発が行われ，多くの計測現場で利用が始まっている。我々は「個体ごとの形質値を非破壊かつ経時的に計測し，個体をとりまく全ての環境値を計測すること」を究極の理想として技術開発に取り組んでいる。本稿ではこれら技術開発の目的と現状について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　個体ごとの形質値と環境値の取得の必要性
3　個体ごとの評価を可能とする技術開発
3.1　形状計測
3.2　環境計測
3.3　個体やデバイス搬送の自動化
3.4　データベースと情報通信技術
4　おわりに

月刊バイオインダストリー 2021年11月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


森脇健司　弘前大学
川嶋大介　千葉大学
武居昌宏　千葉大学
鈴木宏和　鳥取大学
中後大輔　関西学院大学
大谷拓也　早稲田大学


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BIO R&D

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フレキシブルなフィルム型センサによる生体へ作用する力の評価
Development of Flexible Film-type Sensor for in Vitro Contact Force Measurement

　細胞や生体分子のメカノバイオロジーや，医療機器の力学特性と治療効果や合併症リスクの関係など，幅広い範囲で生体と機器の界面に作用する力の理解への需要が年々増している。本稿では，筆者らが研究を進めてきたフレキシブルなフィルム型圧力センサの開発と生体医工学分野への応用例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フィルム型圧力センサ
3　バルーンカテーテル拡張時に血管に作用する力
4　引張力の測定と細胞組織評価への応用

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電気インピーダンストモグラフィ・スペクトロスコピーによる細胞の視える化技術
Electrical Impedance Tomography and Spectroscopy for Cell Visualization Technique

　電気計測におけるコンピューテッド・トモグラフィ技術ならびに周波数解析手法である電気インピーダンストモグラフィ法および電気インピーダンススペクトロスコピー法は，簡便な非破壊検査手法として産業分野への応用が盛んに行われてきた。本稿では，これらを細胞インダストリーにおける新たな評価技術として応用するべく，著者がこれまで実施してきた細胞解析技術およびイメージング技術について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気計測概要
2.1　EIT法の計測原理
2.2　EIS法の解析法
3　細胞周りのイオン濃度の可視化計測
4　おわりに

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中等度好熱菌を利用してタンパク質をつくる
Production and Generation of Industrial Proteins in Moderate Thermophiles

　Geobacillus属細菌は環境に広く分布した中等度好熱菌で，著者らは当該好熱菌の新たな利用法を模索している。本稿では，Geobacillus属細菌を用いて異種タンパク質を高生産させる（タンパク質を作る）研究と，同細菌を用いて耐熱化変異タンパク質を発生さらには選別する（タンパク質を創る）研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　Geobacillus属細菌の研究動向
3　Geobacillus属細菌でタンパク質を作る
4　温度によって代謝経路を制御する
5　Geobacillus属細菌で耐熱化変異タンパク質を創る
6　おわりに

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BIO ENGINEERING

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使用者の能動性を引き出す，人に寄り添う支援技術
Assistive Robotics Which Uses Its User’s Remaining Physical Strength According to Their Intention for Movement.

　既存の支援装置の多くは機械が支援を行うため，使用者が自ら動作しようとする意志を弱め（依存心が生じる），さらに使用者が自らの力を使わないため身体の弱体化が進むという弊害がある。そのため，残存する個人の生体機能を最大限活用することが支援技術に求められる。本稿では，著者らが開発を進める起立支援装置，車椅子走行支援装置を例に，ロボット技術を応用した人に寄り添う支援技術の開発例を示す。

【目次】
1　家庭用起立支援機能付き歩行器
1.1　社会的な背景
1.2　開発した起立支援装置
1.3　起立支援装置の制御方法
1.4　今後の展望
2　サーボブレーキを用いたパッシブ型車椅子走行新装置
2.1　社会的な背景
2.2　開発したパッシブ型車椅子走行支援装置
2.3　使用者の意図推定とそれに基づく車輪制御法
2.4　今後の展望

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足裏反力再現による人型ロボット操縦システムの開発
Development of a Humanoid Robot Teleoperation System Using a Plantar Haptic Display

　人間が自身の運動時に感じるのと同程度の圧力を提示可能な足裏感覚フィードバック装置を開発した。また，ロボットの重心変化による足裏荷重の変化を測定し，得られた荷重を被験者の足裏に再現した結果，小型人型ロボットの足裏反力を人間程度に拡大した場合，重心位置を高い精度で認識できることが確認できた。これにより，人型ロボットの安定性を認識できる可能性が示唆された。

【目次】
1　はじめに
2　足裏感覚フィードバック装置
3　人型ロボット操縦システムの開発
4　重心位置推定能力検証実験
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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口腔ケア用具・機器

【目次】
1　市場の概要
2　歯ブラシ
2.1　ライオン
2.2　サンスター
2.3　花王
3　電動歯ブラシ
3.1　パナソニック
3.2　フィリップス
3.3　P&G
3.4　サンスター
3.5　オムロンヘルスケア
3.6　ライオン
4　歯間洗浄品（歯間ブラシ／デンタルフロス／口腔洗浄器）
4.1　歯間ブラシ
4.2　デンタルフロス
4.3　口腔洗浄器
5　舌クリーナー
6　介護用口腔ウェットティッシュ
7　介護用口腔スポンジブラシ

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≪BIO PRODUCTS≫

L-スレオニン(L-Threonine)

ゼラチン(Gelatin)

月刊バイオインダストリー 2021年10月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


境　慎司　大阪大学
小嶋　勝　大阪大学
岩永進太郎　富山大学
黒岡武俊　富山大学
中村真人　富山大学
南茂彩華　横浜国立大学大学院
景山達斗　横浜国立大学大学院
福田淳二　横浜国立大学大学院
伊野浩介　東北大学
宇田川喜信　東北大学
梨本裕司　東北大学
珠玖　仁　東北大学
花之内健仁　大阪産業大学
秋枝静香　(株)サイフューズ
木寺正晃　愛知産業(株)
渡辺紗由　愛知産業(株)
大嶋英司　(株)TKR
渡邉政樹　(国研)理化学研究所
辻村有紀　(国研)理化学研究所
山澤建二　(国研)理化学研究所
横田秀夫　(国研)理化学研究所
大山慎太郎　名古屋大学


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【特集】バイオプリンティング技術の開発動向

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特集にあたって
Introduction

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酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
Enzyme-mediated 3D Bioprinting

　3Dバイオプリンティングは，3Dプリンタにデジタルデータを入力し，細胞を含む3次元構造物をプリントする技術であり，再生医療・組織工学分野の発展に寄与するものとして近年，多くの検討が行われている。本稿では，3D バイオプリンティングのなかでも，酵素反応をインクのゲル化に用いる研究の動向について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酵素反応
3　インクのゲル化に用いられる酵素反応
4　酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
4.1　連続押し出し方式：吐出前インク内での架橋形成
4.2　連続押し出し方式：吐出後インク内での架橋形成
4.3　インクジェット方式
5　おわりに

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光架橋反応を用いたバイオプリンティング技術
Bioprinting Using Photo-curing Technology

　3Dプリンティング技術の発達に伴い，生きた細胞を含む3次元構造物を造形するバイオプリンティング技術が注目を集めている。この技術の発展には印刷手法，バイオインク双方の開発が不可欠であり，様々な手法が報告されている。本稿では，光架橋反応を応用したバイオプリンティングに関して，近年，著者らが開発した最新の手法を交えて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　光架橋反応を用いたバイオプリティング手法
2.1　連続押出し式を用いたプリンティング
2.2　インクジェット式を用いたプリンティング
2.3　液槽を用いたプリンティング
3　光架橋反応を用いたバイオインクとバイオプリンティングの実例
3.1　紫外光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
3.2　可視光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
4　終わりに

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アルギン酸を用いた3D組織・臓器ファブリケーションへの展開
Development of 3D Tissue/Organ Fabrication Using Alginate Hydrogel

　本稿では3次元的に組織を構築する方法として，印刷技術を応用した「バイオプリンティング」や，細胞からなる微小なパーツを組み立てて重厚組織を構築する「バイオアセンブリ」の技術について論じる。また，これらの技術を用いて組織構築をする際に有用なバイオマテリアルとしてアルギン酸の利用に関して紹介していく。

【目次】
1　はじめに
2　バイオプリンティング技術による立体組織の作製
2.1　インクジェット式3Dバイオプリンタを用いた組織構築の構想
2.2　アルギン酸ベースのバイオインクを用いた積層印刷による3D構造の作製
3　バイオアセンブリ技術による立体組織の作製
3.1　微小パーツの積み重ねによる組織構築の構想
3.2　中空アルギン酸ゲルの利用：バイオパーツとしてのファイバー状組織を用いた3D組織構築
4　おわりに

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3Dバイオプリンティングによる培養皮膚や毛包の再生技術
Skin and Hair Follicle Regeneration by 3D Bioprinting Technology

　培養皮膚は，重度の熱傷に対する新しい治療法として，または薬剤評価のための動物実験代替法としてその利用が拡大してきている。本稿では，3Dバイオプリンタを用いて，より高度な培養皮膚を構築する手法，および著者らの取り組んでいる皮膚付属器である毛包を再生するための手法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　3Dバイオプリンティング技術を利用した培養皮膚研究
2.1　培養皮膚の3Dバイオプリンティング
2.2　in situ skin bioprinting
3　3Dバイオプリンティング技術を利用した毛包原基の大量調製
3.1　毛包を再生するための従来のアプローチ
3.2　細胞けん引力を利用した毛包原基の作製
3.3　3Dバイオプリンタを用いた大量調製技術の確立
4　おわりに

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電気化学反応を使ったハイドロゲルのバイオファブリケーション
Biofabrication of Hydrogels Using Electrochemical Reactions

　電気化学反応を駆動力にしたバイオファブリケーション技術が開発されている。近年，3次元的に形状をデザインしたハイドロゲルの作製とその細胞培養への応用に関する報告が増加している。そこで本稿では，バイオファブリケーションに使われている電気化学反応の種類や，電気化学デバイス・システムについて簡単に解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気化学ハイドロゲル作製
3　様々な形状の電極を用いたハイドロゲルの作製
4　電極移動による電気化学ハイドロゲル作製
5　電極アレイを用いたハイドロゲルファブリケーション
6　その他の電気化学システム
7　おわりに

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関節治療におけるバイオプリンティング技術への期待
Expectations for Bioprinting Technology in Orthopaedic joint Therapy

　およそ20年前に臨床医（整形外科医）としてのキャリアを開始した私は，一貫して骨と骨の間にある“関節”に対する診療に従事してきた（現在の本職は工学部教員だが，非常勤として活動を継続している）。その治療においてバイオプリンティング技術がどのように必要とされるかを説明し，現在までに経験したバイオプリンティングに関連した研究の紹介，および今後の期待について述べていきたい。

【目次】
1　関節治療とその延長にある再生医療
2　関節領域の再生医療のためのバイオプリンタ
3　バイオプリンタによるバイオインクの機械特性評価
4　3Dバイオプリンタを用いた超音波ゼリーのバイオインクとしての性能評価
5　バイオプリンタによる今後の期待

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スフェロイド積層によるスキャフォールドフリー3D細胞プリンティング技術の開発と臨床応用
Development and Clinical Application of Scaffold-free 3D Printing Technology using Spheroid

【目次】
1　はじめに
2　平面培養から三次元培養への変遷
3　三次元組織の構築
4　バイオ3Dプリンタ
5　サイフューズのバイオ3Dプリンタ
5.1　「regenova」（剣山（KINEZAN）方式のバイオ3Dプリンタ）
5.2　「S－PIKE」（串団子方式のバイオ3Dプリンタ）
6　バイオ3Dプリンタを用いた臨床開発事例
6.1　細胞製神経導管の開発事例
6.2　細胞製人工血管の開発事例
6.3　その他のパイプライン開発
6.4　創薬支援ツールへの応用
7　おわりに

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産業用金属3Dプリント技術の種類と技術概要
Metal Additive Manufacturing Technologies and Industrial Adaption.

　金属のAM技術のうち金属粉末を材料とする技術から，Selective Laser Melting（SLM）方式，Laser Metal Deposit（LMD）方式，MoldJet-（MJ）方式，金属ワイヤを材料とする技術からElectron Bean Additive Manufacturing（EBAM）方式，Wire Ark Additive Manufacturing（WAAM）方式について，技術概要やその造形例を紹介するとともに，注目される周辺技術から小型で金属粉末を室内でアトマイズ可能な技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに-金属積層造形技術の発展
2　SLM方式概要
3　LMD方式概要
4　バインダー方式概要
5　EBAM方式概要
6　WAAM方式概要
7　粉末材料について
8　まとめ

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直描露光装置としても光造形装置としても使える1台2役の高速/ 高精度な3Dプリンタ“SPACE ART”の開発
Development of “SPACE ART”, a High-speed / High-precision 3D Printer that can be used as both a Direct Imaging Exposure System and a Stereolithography Apparatus

　SPACE ARTは一般財団法人素形材センターの2018年度「第34回素形材産業技術賞」で奨励賞を受賞，また2019年11月19 日～21 日に浜松で開催された「Future Technologies From Hamamatsu 2019」（電気学会，応用物理学会，日本機械学会や精密工学会など，日本の名立たる学会が参加している合同シンポジウム）では本装置の技術展示が最優秀技術展示賞を受賞するなど，本装置の機能/ 性能の高さや差別化技術が各種学会や業界に認められている。
　現在は高精度なマイクロ流路，ラティス構造の造形や回路パターン形成との複合造形で超先端技術や創薬を研究している研究所や大学で採用され，絶大なる評価を得ている。また，直描露光装置（電子回路パターンやレジストパターンのマスクレス形成など）としてもウェアラブル用素材への回路パターン形成やMID/LDS（Molded InterconnectDevice/Laser Direct Structuring）的な使い方として曲面へのアンテナ回路形成など，各種の応用検討がされている。1 台2 役という他の3D プリンタには無い機能/ 性能により，バイオ用や医療用（デンタル）としても応用され始めている。
　さらに，新しいビジネス用途を開拓するため，各種アプリケーションの開発や消耗材の開発も積極的に進めている。お陰様でモニタリング販売した各国立研究所や各大学などからの要望や改善点を取り込むことが出来，2021 年6 月から株式会社TKR で本格的に販売している。

【目次】
1　はじめに
2　SPACE ARTの特長
3　SPACE ARTの構造・仕様
3.1　直描露光装置（電子回路パターン/レジストパターン形成）仕様
3.2　光造形装置（3Dプリンタ）仕様
4　光学エンジンの構成
5　本装置の機能/性能
5.1　直描露光装置（電子回路パターンやレジスト形成）の機能/性能
5.2　光造形装置（3Dプリンタ）およびその他の機能/性能
6　おわりに（今後の展開）

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3D プリンタ向け新規人工骨材の開発
Development of α-TCP Scaffold Fabricated by Modified Binder Jetting Process

　骨は力を受けることにより，密度やその内部構造を換えて，常に最適な形状に変化する。治療を必要とする患者に適した構造の人工骨を再現するためには，AM 技術が有望である。本論文では，骨内部の3 次元形状が反映できる新たな人工骨造形について，造形法，高精度・高強度化，生体適合性について紹介する。

【目次】
1　人工骨3Dプリンティングのための材料の特徴と開発
1.1　リン酸カルシウム系人工骨材料
1.2　αTCP粉末を用いたBJ法による人工骨の造形
2　新たな医療ニーズに即した高精度・高強度造形技術の確立
2.1　新規BJ法の開発
2.2　新規BJ法による造形材料の生体適合性評価
2.3　材料生体適応における課題と今後の展望

月刊バイオインダストリー 2021年9月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


藤田智大　合同酒精(株)
塩田一磨　合同酒精(株)
青柳秀紀　筑波大学
中辻匡俊　大阪府立大学
乾　隆　　大阪府立大学　
渡邊雄二郎　法政大学
岩城光宏　大阪大学



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BIO R&D

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プロテアーゼ含有タンパク質試料の簡便な純度分析法の開発
Development of a Simple Method for Analyzing The Purity of Protease-containing Protein Samples

　酵素などのタンパク質を医薬用途で使用する場合，純度を正しく分析する必要がある。一般的に，タンパク質の純度はSDS－PAGE法で分析されるが，試料がプロテアーゼを含む場合，目的タンパク質が分解し，純度が分析できない場合がある。本稿では，SDS－PAGE法で純度が測定できない具体例を示すと共に，簡便かつ正確な純度分析法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ゲルろ過クロマトフィーとSDS－PAGE法によるDプロテアーゼの分析
3　前処理時の阻害剤添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響
4　前処理時の酸の添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響7
5　前処理時の酸とEDTAの添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響の比較
6　酸処理SDS－PAGE法とSDS－PAGE法の比較
7　酸処理SDS－PAGE法の応用と展望

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生体内輸送タンパク質による難水溶性薬剤の可溶化と経口投与
Solubilization of Poorly Water-soluble Drugs with Biocompatible Transport Proteins and Its Oral Administration

　経口投与薬の開発において，候補化合物の溶解性と膜透過性は非常に重要な要素である。溶解性と膜透過性が十分に高い化合物は良好な経口吸収性を示し候補化合物となるが，膜透過性は高いが難水溶性である化合物は開発段階で脱落する。本稿では，生体内輸送タンパク質を難水溶性化合物の可溶化剤として用いた新規経口固形製剤の開発について紹介する。

【目次】
1　医薬品の溶解性と経口投与
2　Lipocalin－type prostaglandin D synthase （L－PGDS） の機能とドラッグデリバリーシステム（DDS）への応用
3　L－PGDSを利用した経口固形製剤の作製
4　pH非依存的な薬物放出製剤の作製
5　終わりに

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ゼオライト複合体培地及びシートを使った葉物野菜の栽培技術
Cultivation Techniques of Leafy Vegetables Using Zeolite Composite Mediums and Sheets

　ゼオライトに水酸アパタイト（HA）を複合化したゼオライト/HA複合体及びそのシートは，水を供給するのみで窒素（N），リン（P），カリウム（K）などの肥料成分を徐々に放出する過剰な施肥を必要としない低環境負荷型のスマート培地として利用できる。本研究ではゼオライト/HA複合体の製造法と肥料成分の徐放性，複合体及びそのシートを使ったゼオライト培地による葉物野菜の生育結果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ゼオライト複合体及びシートの製造法
3　ゼオライト複合体及びシートからの肥料成分溶出挙動
4　複合体及びシートを用いた葉物野菜の生育
5　おわりに

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BIO ENGINEERING

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DNA を材料とした世界最小のコイル状バネの開発と利用方法
World’s Smallest Spring made from DNA and The Applications

　生命科学や材料科学において，分子スケールでの機械的な力を可視化・制御する技術が求められている。筆者は，DNA を材料に，設計変更可能な分子サイズのバネ「ナノスプリング」の開発に世界に先駆けて成功した。世界最小のコイル状バネであり，本稿では，生命科学への応用を中心とした取り組みも含めて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノスプリングの設計
3　ナノスプリングの製造
4　生命科学研究への応用に向けて
5　生命科学研究での応用例
6　今後の展望

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BIO BUSINESS

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化粧品工業

　2019 年の化粧品の出荷実績は出荷個数31 億7,716 万個（ 前年比101.8 ％）， 出荷金額1 兆7,611 億円（前年比104.0％）となり，市場が拡大している。メーカー各社がシワ改善を訴求した薬用化粧品を投入し，中高年層だけでなく若年層にも高機能商品の需要が拡大した。薬用化粧品が好評を博していることから今後も機能性化粧品市場の拡大が見込まれる。2019 年1 月に中国で電子商取引法（中国EC 法）が施行されたことで，インバウンド市場の拡大幅は縮小した。海外に目を向けると，ASEAN 5ヵ国（インドネシア，タイ，フィリピン，ベトナム，マレーシア）では経済成長による個人消費の拡大により化粧品市場が拡大し続けている。日系化粧品メーカーも同市場で製品やブランドを根付かせていくために売り込みに力を入れている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日系メーカーの海外戦略

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再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012 年の260 億円から急速に拡大し，2030 年には1.6 兆円に達すると予測されている。2014 年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

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主な脂肪酸の市場動向

【目次】
1　油脂原料（植物油）の生産動向
1.1　大豆油
1.2　菜種油
1.3　パーム油
1.4　パーム核油
2　国外の需給状況
3　国内の需給状況
3.1　植物油（植物油脂）
3.2　動物性油脂

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≪BIO PRODUCTS≫

コンドロイチン硫酸ナトリウム(Sodium chondroitin sulfate)

グアーガムグアーガム(Cyamoposis gum)

グルコアミラーゼ(Glucoamylase)

ゲラニオール(Geraniol)

月刊バイオインダストリー 2021年8月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


戸嶋一敦　慶應義塾大学
高橋大介　慶應義塾大学
佐々木　要　東邦大学
植﨑菜々子　東邦大学
小西彬仁　大阪大学
角永悠一郎　大阪大学
真鍋良幸　大阪大学
深瀬浩一　大阪大学
安田　誠　大阪大学
眞鍋史乃　星薬科大学;東北大学
安藤弘宗　岐阜大学
小林祐輔　京都薬科大学
竹本佳司　京都大学
清水弘樹　(国研)産業技術総合研究所
梶　英輔　北里大学　
牧野一石　北里大学


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【特集】第三の生命鎖「糖鎖」を構築する合成化学～グリコシル化の最前線～

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特集にあたって
Introduction

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ホウ素媒介アグリコン転移反応と病原菌糖鎖合成への応用
Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of Pathogenic Bacterial Oligosaccharides

　β－ラムノシドやβ－マンノシドなどの1,2－cis－β－グリコシドは，様々な病原菌の抗原糖鎖中に含まれており，これら抗原糖鎖の合成とワクチン開発への応用が期待されている。しかし，1,2－cis－β－グリコシドは，立体選択的な構築が最も困難な結合様式の一つであることから効率的な合成法の開発が急務である。このような背景の中，著者らは近年，新たな1,2－cis 立体選択的グリコシル化法として，ホウ素媒介アグリコン転移反応（BMAD）を開発し，本手法を用いた応用研究に取り組んでいる。本稿では，BMAD 法を用いたβ－ラムノシル化反応の開発と病原性大腸菌糖鎖合成を行った最近の報告例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ボリン酸触媒を用いた立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
3　ボロン酸触媒を用いた位置および立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
4　病原性大腸菌O1由来五糖の合成と鳥類病原性大腸菌O1の抗原候補糖鎖の解明
5　おわりに

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異常配座糖を用いたグリコシル化
Glycosylations Using Donors Bearing Unusual Conformations

　一般的なマンノシル化反応はSN1 反応が優勢となり，α－グリコシドを与える。一方，配座を捻った2,6－ラクトン糖供与体は，SN2 反応を優勢とするのみならず，SN1 反応でもβ－グリコシドを与える。そして，2,6－ラクトングリコシドは立体配置決定も容易である。立体配座に注目し，既往の反応と2,6－ラクトン法を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖の化学合成における古典問題
3　ピラノースの立体配座
4　既往のマンノシル化反応の反応機構と立体選択性
5　2,6－ラクトン糖供与体のデザインと合成
6　1,2－cis－β－立体選択的グリコシル化反応の実証
7　立体配置の決定
8　偶然の発見と展望

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カゴ型アルミニウム触媒を用いた立体選択的グリコシル化
Stereoselective Glycosylation Catalyzed by Cage-shaped Aluminum Complex

　ルイス酸はグリコシル化反応における重要な反応試剤である。温和な条件下で進行する立体選択的グリコシル結合形成は，ルイス酸を用いた触媒的グリコシル化の大きな課題とされてきた。筆者らは13 族典型元素に注目し，そのルイス酸触媒の性状制御に取り組んできた。本稿では，独自の触媒系であるカゴ型アルミニウム錯体の合成と室温下におけるβ選択的グリコシル化について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カゴ型アルミニウム錯体の合成
3　カゴ型アルミニウム錯体を用いた触媒的グリコシル化
4　カゴ型アルミニウム錯体のルイス酸性と糖供与体活性化の機構
5　まとめと展望

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有機光酸触媒を用いた光グリコシル化
Photo-induced Glycosylations Using Organophotoacids

　生命現象を左右する生体機能分子として，また，次世代の機能材料として注目される糖質。現在，この実用的な合成技術の開発が強く望まれている。本稿では，いくつかの有機光酸触媒を用いた環境調和型のグリコシル化反応による配糖体の高効率かつ簡便な合成法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ナフトール誘導体を有機光酸触媒に用いたグリコシル化反応
3　芳香族チオウレアを有機光触媒に用いたグリコシル反応
4　おわりに

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糖環開裂反応を用いた立体選択的グリコシドの形成
Stereoselective Glycoside Formation via Endocyclic Cleavage Reaction

　アノマー炭素と環内酸素の結合が切断される，エンド開裂反応の存在を中間体の鎖状カチオンを捕捉することで証明した。N－アセチル2,3－trans カーバーメート基を持つピラノシドがエンド開裂反応を容易におこすことを用いて，これまでの合成法では困難であったアミノ糖の高選択的1,2－cis グリコシドの合成を行うことができることを示した。

【目次】
1　はじめに
2　アミノ糖の1,2－cis選択的グリコシル化反応：2,3－transカーバメート基を持つ糖供与体とオリゴ糖合成
3　2,3－transカーバメート基を持つ糖のエンド開裂による異性化反応
3.1　異性化反応の観測
3.2　立体電子効果理論によるピラノシド加水分解反応機構の理解
3.3　エンド開裂反応を経た異性化反応の合成化学への展開
3.4　複数のアノマー位立体化学の一挙変換反応
4　グルコース，ガラクトースの異性化反応，および他グループからのエンド開裂反応
5　おわりに

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架橋糖のグリコシル化
Glycosylation with Cyclically Modified Glycosyl Donors

　糖環を横切るようにして架橋した糖供与体によるグリコシル化反応は，特異な立体選択性を示すことが知られており，グリコシル化反応の新たな選択肢として注目されている。本稿では，近年我が国で確立された架橋糖を用いるグルコシル化反応について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　架橋グルコース
2.1　3,6－架橋糖による立体選択的グリコシル化
2.2　3,6－架橋糖のさらなる発展
3　架橋シアル酸供与体によるα選択的グリコシル化
3.1　シアル酸の架橋によるグリコシル化の立体制御
4　最後に

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アミドのグリコシル化
Glycosylation of Amide

　独自に開発したハロゲン化アゾリウム塩を触媒として用いることでアミドのβ－N－グリコシル化，およびα－N－グリコシル化を達成した。また，その過程でアミドがC2 位水酸基のアシル保護基に導入された特異なN－アシルオルトアミドが得られることを見出した。さらに，開発したアゾリウム触媒はアミドの2－デオキシグリコシル化にも応用できることがわかった。開発した触媒の機能と構造の関係についても述べる。

【目次】
1　緒言
2　β－N－グリコシドの合成
3　α－N－グリコシドの合成
4　2－デオキシグリコシドの合成
5　おわりに

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マイクロ波を用いたグリコシル化
Microwave Application for Carbohydrate Chemistry

　マイクロ波は，効率加熱法として多くの化学反応系に利用されている。一方，多くのグリコシル化反応は低温中で行われるため，グリコシル化反応にマイクロ波が利用された例は非常に少ない。本項では，糖鎖合成分野でマイクロ波の活用例と，マイクロ波効果考察の際の一助となるマイクロ波作用の電磁気学的な解釈と分子レベルでの挙動についても述べる。

【目次】
1　マイクロ波とグリコシル化の相性
2　n－ペンテニル糖供与体反応
3　金属試薬反応とマイクロ波
4　マイクロ波作用の指標である誘電率
5　複素誘電率，実部と虚部の解釈
6　マイクロ波効果と糖鎖合成への利用展望む

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ボロン酸保護基を用いたグリコシル化
Glycosylation Reaction by Using Phenylboronic Acid as a Protective Reagent

　フェニルボロン酸は糖質と混合するのみで，ヘキサピラノシドの4 位および5位ヒドロキシ基間やcis－1,2－ジオールと環状ボロン酸エステルを位置選択的に形成することが知られている。通常，形成されたボロン酸エステルは容易に加水分解を受けやすいが，この性質を利用することで糖アクセプターのヒドロキシ基を環状ボロン酸エステルで一時的にマスキングし，位置選択的なグリコシル化反応を行うことが可能である。

【目次】
1　はじめに
2　糖質に対するフェニルボロン酸の特性と位置選択的グリコシル化反応への応用
3　フェニルボロン酸の分子認識能を利用した完全無保護糖の位置選択的グリコシル化反応
4　まとめ

月刊バイオインダストリー 2021年7月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


池　道彦　大阪大学
森川正章　北海道大学
藤原　拓　京都大学
前田守弘　岡山大学　
尾形有香　（国研）国立環境研究所　
井上大介　大阪大学
井藤賀　操　(株)ジャパンモスファクトリー　
渡邊亮栄　DOWA エコシステム(株)
森　一博　山梨大学　
遠山　忠　山梨大学
田中周平　京都大学　


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【特集】SDGs と植物利用環境技術

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特集にあたって
Introduction

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ウキクサホロビオントが開くグリーンサーキュラーエコノミーへの扉
Door to The Green Circular Economy Being Opened by Duckweed Holobiont

　ウキクサ（英語名称 Duckweed）は，毎年春先になると田んぼや池に自然発生しそして知らぬ間に消えてゆく，また人知れず小さな花を咲かせている。そんなはかないライフスタイルをもつ浮遊性水生植物の一群であるが，極寒地を除いて地球上のほとんどの場所で生育可能なタフな植物でもある。これまで，なにげなく見過ごされてきたこのウキクサが，次世代バイオマスとしていま脚光を浴びつつある。

【目次】
1　ウキクサとは
2　タンパク源としてのウキクサ
3　デンプン源としてのウキクサ
4　ウキクサ成長促進細菌の発見と活用
5　グリーンサーキュラーエコノミー（循環型グリーン経済）実現への展望
6　SDGsへの貢献

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持続可能な施設園芸に寄与するクリーニングクロップ導入・活用技術の開発
Development of Catch Crop Systems Contributing to Sustainable Horticulture

　筆者らは，持続可能な施設園芸に寄与する除塩技術として，湛水の前にクリーニングクロップを導入することにより除塩，窒素溶脱抑制，亜酸化窒素放出抑制を同時に実現するとともに，その収穫物を有効利用するシステムの研究を行ってきた。本稿では，筆者らの研究成果を紹介するとともに，今後の展望についてまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　クリーニングクロップ導入による施設園芸土壌からの窒素溶脱の抑制
3　クリーニングクロップ収穫物の土壌還元消毒への活用技術の開発
4　おわりに

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人工湿地システムを活用した熱帯地域における埋立地浸出水の環境負荷低減─持続可能な埋立地浸出水管理に向けて─
Reducing The Environmental Load of Landfill Leachate in Tropical Regions by Constructed　Wetland Systems-Toward Sustainable Management of Landfill Leachate-
　
　熱帯地域の埋立地浸出水管理において，浸出水貯留池からの未処理浸出水の越流防止と環境負荷の低減は優占課題である。本稿では，タイの廃棄物埋立地で実施した現場実証試験の成果を紹介するとともに，人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献を整理した。

【目次】
1　はじめに
2　浸出水管理を対象とした人工湿地の活用の可能性
3　タイの現場実証試験を通じた人工湿地の水量削減効果の評価
4　人工湿地による環境負荷の低減
5　浮遊型人工湿地の開発
6　人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献
7　おわりに

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非常時リスクに対応する高機能型植栽環境浄化ユニットの開発
Unit-Type Constructed Wetland as a Versatile Pollutants Removal Technology Applicable to Unexpected Outflow of Hazardous Chemicals

　自然災害などの発生時には，直接的な人的・経済的被害だけでなく，事業所等からの有害化学物質流出に伴う副次的リスクが懸念される。本稿では，災害等の非常時に想定される制約条件下における化学物質リスクの低減に有望と考えられる，人工湿地の原理を応用した“高機能型植栽環境浄化ユニット”について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　非常時の浄化技術に求められる要件
3　人工湿地システムを応用した非常時リスク対応技術
3.1　人工湿地
3.2　人工湿地における浄化機構
3.3　人工湿地の非常時リスク対応技術への応用
4　植栽浄化ユニットによる様々な化学物質の除去能
5　おわりに

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廃鉱山の管理をエコ化する植物利用型坑廃水浄化技術
To Turn into a Sustainable Closed Mine Management with a New Green Remediation Technology

　近年，コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体が水中の鉛イオンを高蓄積する生物機能や特性が明らかとなり，実坑廃水中の鉛イオンを原糸体で浄化する基礎研究が実施された。本稿では基礎研究成果を紹介するとともに，コケ植物を利用する植物利用型坑廃水浄化技術で廃鉱山の管理をエコ化するポイントについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　植物利用型坑廃水浄化技術
2.1　コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体
2.2　二酸化炭素ガス吹き込み効果
2.3　性質改善
2.4　コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体の鉛の吸着機構と吸着特性
2.5　実坑廃水中の鉛を除去する連続吸着試験
2.6　鉛吸着材として成型・加工する試み
3　国の天然記念物にも指定された六合（くに）チャツボミゴケ生物群集の鉄鉱生成地
4　おわりに

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植物を活用した浄化法導入による下水処理でのエネルギー消費削減の可能性
Application of Aquatic Plants Cultivation System to The Sewage Treatment Process for The Reduciton of Electric Power Consumption

　人口普及率はおよそ80％で，処理工程では高度処理も適用されつつある下水道が我が国の水環境の保全に果たす役割は極めて大きい。しかし，下水道の維持管理に係る温室効果ガス排出の主要な要因ともなっている下水処理過程の更なる機能向上は喫緊の課題といえる。ここで，水生植物による栄養塩除去とバイオマス生産を下水処理に組み合わせることにより，消費エネルギーの削減効果が期待される。本合の消費エネルギーの削減効果を検討した。

【目次】
1　はじめに
2　植物を活用した水質浄化法
2.1　植生浄化法の原理
2.2　余剰植物バイオマスの有効利用
3　ウキクサによる高度処理を下水処理に適用する場合のエネルギーバランスの試算
3.1　ウキクサについて
3.2　ウキクサによる各種汚水からの窒素除去とバイオマス生産
3.3　ウキクサバイオマスからのバイオガス生産
3.4　キクサ栽培を三次処理として導入した下水処理のエネルギー生産量
4　おわりに

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ヨシ原の管理・再生による琵琶湖の生物多様性保全
Conservation of Biodiversity on Lake Biwa Shore by Management and Restoration of Reed Communities

　著者らは2008～2011 年に琵琶湖岸のヨシ群落165 群落において，単独測位携帯型GPS 植生調査および地盤高測量を行い，絶滅の恐れのある植物種の地域別・群落形状別の生育環境特性を検討してきた。主な成果としては，1）環境省レッドデータブック（RDB）記載13 種，滋賀県RDB 記載25 種を確認した。2）最も多く貴重植物が出現した群落は琵琶湖北湖西岸の針江の群落であり，5 種の貴重植物（ミズネコノオ，ナガバノウナギツカミ，ヒメナミキ，ハナムグラ，ウスゲチョウジタデ）を確認した。3）貴重植物種の出現群落の中心地盤高と地盤高高低差との関係を検討し，群落の地盤高高低差45 cm 以上で貴重植物評価値が高くなる傾向を示した。4）地域別・群落形状別に多様な生育環境に植物種が存在し，琵琶湖岸で絶滅の恐れがある植物種が多く生育する植物群落は，針江，延勝寺，小野，塩津浜であることが示された。

【目次】
1　はじめに
2　調査および解析の方法
3　琵琶湖岸の絶滅の恐れのある植物種の分布
4　自生群落・植栽群落別の植生構造の特徴
5　地域別・群落形状別の貴重植物の生育環境
6　おわりに

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BIO BUSINESS

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抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えている。国外に目を向けても，中国や米国等で関心が高まっており，特に新型コロナウイルス蔓延以降は非常に速いスピードでの市場成長が予想される。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

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産業用酵素工業

　産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2019 年の世界市場は推計で6,500 億円との調査結果がある。さらに2025 年には9,500 億円へと，年6.5％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて市場は拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

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≪BIO PRODUCTS≫

イヌリン (Inulin)

月刊バイオインダストリー 2021年6月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


飯田禎弘　神戸大学
田村厚夫　神戸大学
佐藤一臣　玉川大学
今村　亨　星薬科大学 　
伍賀正典　福山大学
小林悠輝　大阪大学
小林　光　大阪大学
島田昌一　大阪大学
今村亮一　大阪大学
香月　純　北九州市立大学
ドアン ティ ホン ヴァン　北九州市立大学
藤井翔太　北九州市立大学
櫻井和朗　北九州市立大学
礒田隆聡　北九州市立大学
藤元政考　九州歯科大学
吉居慎二　九州歯科大学 　
北村知昭　九州歯科大学
奥田正浩　同志社大学
柳瀬雄輝　広島大学
小澤光一郎　広島大学
秀　道広　広島大学 　
桐山善守　工学院大学


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BIO R&D

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人工設計ペプチドによる脂肪分解
Lipolysis by Designed Peptides

　近年，世界的に肥満人口が増えており，これに起因，関連する健康障害を引き起こす肥満症を未然に防ぐために，肥満を解消する方法が求められている。私たちは，脂肪を分解する機能を持ったペプチドを人工設計することで，その解決を目指した。本稿では，その設計手法と脂肪分解の作用機序について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　人工設計ペプチドの特徴
3　設計方法
4　エステル分解能　
5　脂肪分解の作用機序
6　まとめと展望

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最近のメラニン生成制御剤研究
An Updated Review of Melanogenic Regulators

　異常なメラニン生成の改善または抑制は医療および化粧品分野において重要な課題である。本稿では筆者らの研究および最近のメラニン生成制御剤研究の動向について紹介する。
　
【目次】
1　はじめに
2　メラニン生成機構について
3　NSAIDsとメラニン生成
4　最近のメラニン生成制御剤研究

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咳止めの既存薬が抗がん剤耐性のがん細胞を傷害-がん治療に新たな光-
Existing Cough Suppressant Drug Damages Anticancer Drug-resistant Cancer Cells－a New Light for Cancer Therapy－

　日本国内での既承認薬化合物のライブラリーをスクリーニングした結果，咳止めの既存薬であるヒスタミンH1受容体拮抗薬が，抗がん剤シスプラチンに対する耐性を獲得したがん細胞を選択的に傷害することを見出した。この発見はドラッグリポジショニングによるがん治療の新たな光となる可能性があり，早期の治療応用が期待される。（本稿は東京工科大学で実施した研究成果の紹介である）

【目次】
1　はじめに
2　承認医薬品のスクリーニングとクロペラスチンの選択
3　クロペラスチンと他のヒスタミンH1受容体拮抗薬の示す活性
4　ヒスタミンH1受容体拮抗薬はFGF13高発現細胞に選択的である
5　ヒスタミンH2, H3, H4受容体拮抗薬の耐性細胞傷害性は弱い
6　シスプラチンとクロペラスチンの併用で全てのがん細胞を傷害できる
7　FGF13発現レベルとクロペラスチン感受性，シスプラチン耐性は正に相関する
8　ヒスタミンはHeLa cisR細胞の増殖を促進する
9　クロペラスチンはHeLa cisR細胞のアポトーシスを誘導する
10　がん治療薬としてのクロペラスチンの可能性

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透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
An Optical Tactile Sensor using a Flexible Transparent Resin
　
　近年，社会の様々なシーンへロボットを導入し，多様な作業を実現することが求められている。このような場面では，高機能なロボットハンドが必要とされ，それに実装される人間の皮膚のような柔軟性と高い性能を持つ触覚センサが注目されている。本稿では，我々が提案している光学式触覚センサを試作し，性能評価を行い，展望を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
2.1　特徴・構造と設計
2.2　製作・製造の方法
3　性能評価試験
4　おわりに

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シリコン製剤による体内水素発生と酸化ストレス性疾患の予防・治療
Internal Hydrogen Generation by Si-based Agent and Prevention of Oxidative Stress-induced Diseases

　シリコン製剤は，24時間以上持続的に体内で水素を多量に発生させる。したがって，体内で生成する活性酸素，特に最も酸化力が高いヒドロキシルラジカルを効果的に消滅して酸化ストレスが低減する。本稿では，シリコン製剤による水素発生のメカニズムと，酸化ストレスが大きな原因となって起こる種々の疾患に対する効果を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　シリコン製剤による水素発生
3　シリコン製剤によるヒドロキシルラジカルの消滅機構
4　シリコン製剤による慢性腎不全の防止
5　シリコン製剤によるパーキンソン病の防止
6　さいごに

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疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子
Cyclodextrin-based Nanoparticles for Solubilizing Hydrophobic Drugs

　現在，癌の治療において腫瘍患部のみに薬剤を送達するドラッグデリバリーシステム（通称：DDS）の構築が急務となっている。私たちはこれまで，疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子の調製を報告してきた。本稿では，私たちが行ったナノ粒子の調製およびその薬剤キャリアとしての機能性を解説する。

【目次】
1　シクロデキストリン
2　シクロデキストリン系ハイパーブランチポリマー
3　新しい抗がん剤：α－マンゴスチン
4　CDNPの構造解析
4.1　CDNPの調製
4.2　DLS，SEC－MALS測定
4.3　CDNPの物性評価（1）
4.4　CDNPの物性評価（2）
5　CDNPとα－MGSの複合体形成
6　CDNP及びCDNP/α－MGS複合体の毒性評価
7　CDNP/MGSのin vivoでの抗がん作用
8　おわりに

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電気化学センサによる食中毒細菌の迅速検査
Rapid Test of Food Poisoning Bacteria Using an Electrochemical Sensor

　現状の食品衛生検査は試料を1日培養し，菌数をカウントする方法が主流であり，時間と労力が必要である。また国内では2021年より，全ての事業者に対して国際的な食品衛生管理手法（HACCP）の運用が義務化された1）。本稿では食品衛生指標である大腸菌検査の簡易化のため，電気化学センサによる迅速検査の開発事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
1.1　Withコロナ社会における簡易検査のニーズ
1.2　食品衛生試験の現状とセンサ測定のニーズ
2　電気化学センサによる大腸菌の測定
2.1　携帯型センサシステム
2.2　大腸菌測定の方法
2.3　センサの検出性能
3　実用化の課題点
4　おわりに

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歯科用内視鏡診断の普及に向けたレンズ付アダプターの開発
Development of Lens Attached Adapter for Spread Activity of Dental Endoscopic Diagnosis
　
　歯内部で歯のシンケイ（歯髄）が存在する直径 2 mm以下の狭小な管腔構造を根管という。根管を肉眼で観察・治療することは困難であり，国内の多くの歯科医師は手指感覚と自身の臨床経験を頼りに治療を行っている。歯科用実体顕微鏡や歯科用CTによって診断・治療の精度は大きく向上したが，これらの機器は十分に普及しておらず，加えて根管深部の微細構造検出にも限界がある。我々は，歯・歯髄の保存率向上に役立つ高精度診断機器をより普及させることを目的として，これまでに研究を進めてきた小型内視鏡プローブをペン型カメラに組み合わせるシステムを開発した。本稿では我々が開発した歯科用内視鏡とペン型カメラによる微細構造観察システム，および本技術を応用して歯科用内視鏡画像を歯科用実体顕微鏡で観察するシステムについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　歯科用内視鏡とペン型カメラの融合
3　歯科用内視鏡と歯科用マイクロスコープの融合
4　まとめ

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BIO ENGINEERING

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表面プラズモン共鳴イメージングセンサによるアレルギー・がん診断法の開発
Application of Surface Plasmon Resonance for Clinical Test of Allergy and Cancer

　センサ上の屈折率変化を高感度に検出できる表面プラズモン共鳴（SPR）センサと，センサ上の屈折率分布を二次元的に可視化できるSPR イメージング（SPRI）を利用した生細胞応答解析と，即時型アレルギーやがん診断法としての応用について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　SPR/SPRI センサによる生細胞応答解析
3　SPR/SPRIセンサの即時型アレルギー診断への応用
3.1　患者末梢血好塩基球を利用したアレルギー診断
3.2　IgE受容体発現細胞株と患者血清を利用したアレルギー診断
4　SPR/SPRIセンサのがん診断への応用
5　SPRIセンサの高機能化
6　まとめ

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ペダリング動作時における左右殿部接触力の精密な評価システム
A Bilateral Split Sensor to Evaluate Precise Contact Forces on a Saddle Surface During Pedaling Motion

　自転車のペダリング動作における動力学的な評価を精密に行うため，サドルと殿部の接触位置や接触力を正確に取得する左右分割式サドル反力計を開発した。この反力計では，接触部における荷重中心位置とサドル反力を3 次元的に計測することができる。このセンサを用いることで，動力学的な評価だけでなく左右対称性などについても評価することが可能になる。

【目次】
1　はじめに
2　左右分割式サドル反力計
2.1　左右分割式サドル反力計の寸法
2.2　サドル平面の着力点の計測原理
2.3　高さ方向の着力点の算出方法
2.4　計測システム
3　計測例
3.1　誤差の分布
3.2　着力点とサドル反力の変化
4　着力点とサドル反力の可視化
5　左右分割式サドル反力計の評価

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BIO BUSINESS

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バイオ医薬品

　これまで多くのブロックバスターを生み出してきた低分子化合物を用いた新薬が頭打ちになってきており，抗体医薬をはじめとするバイオ医薬品の市場が拡大している。バイオ医薬品の5割以上を占める2018 年の抗体医薬品の国内市場は11,051 億円程度とみられ，がん領域を中心に現在も多くの臨床試験が進められていることから，今後も安定した成長が期待される。大型医薬品の特許切れが相次ぐ中，メーカー各社は研究機関との共同研究やバイオベンチャーの買収によって新薬の投入を急いでいる。

【目次】
1　概要
2　業界動向
3　バイオシミラー

月刊バイオインダストリー 2021年5月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

冨永昌人　佐賀大学
加納健司　京都大学
北隅優希　京都大学
里村武範　福井大学
髙村映一郎　福井大学
末　信一朗　福井大学
中村暢文　東京農工大学
三宅丈雄　早稲田大学
高松泰輝　早稲田大学
井上（安田）久美　山梨大学
志和地弘信　東京農業大学
　

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【特集】酵素バイオ発電・酵素バイオセンサ

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特集にあたって
Introduction

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酵素機能電極反応の速度論的解析法
Kinetic Analysis of Redox Enzyme-Functional Electrode Reaction

　酸化還元酵素と電極反応の共役系を酵素機能電極反応と呼ぶ。この共役系の概念を，酵素の基質特異性や電荷移動形態を基礎に概説する。その上で，メディエータ型と直接電子移動型の定常触媒電流に焦点をあて，その解析法について説明する。論文に多く見られる間違いについても指摘する。

【目次】
1　酸化還元酵素と酵素機能電極
2　MET型酵素機能電極反応におけるメディエータの選択
3　多孔質電極でのMET型酵素機能電極反応の定常触媒電流
4　均一配向におけるDET型酵素機能電極反応　
5　ランダム配向におけるDET型酵素機能電極反応　

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固定化酵素における電極界面電場の影響
Effect of Electric Field on the Adsorbed Enzymes at the Electrode Surface

　酸化還元酵素反応と電極反応の共役系である直接電子移動（DET）型の酵素電極反応は電極表面に吸着した酵素の状態を敏感に反映するため，それを解析することで電極表面における酵素の吸着量や配向が議論可能である。電極表面に局在する極めて強い電場である電気二重層が電極表面に吸着した酵素に与える影響についてDET 型の酵素電極反応に基づき検討した結果を紹介する。
　
【目次】
1　電解質溶液中での静電相互作用
2　電極の形状と電気二重層
3　固定化酵素の活性と電場
4　固定化酵素の配向と電場
5　おわりに

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人工酵素多段階酸化代謝経路を介した好熱性酵素バイオ燃料電池用アノードの開発
Development of a Bioanode for Thermophilic Enzyme Biofuel Cell Through an ArtificialEnzyme Cascade Pathway

　バイオ燃料電池研究において電池の耐久化，高出力化が近年の課題となっている。本稿では，筆者が進めている耐久性電極用酵素素子である好熱菌由来酵素を複数組み合わせて電極上に多段階酸化代謝経路を構築することにより高出力で長期連続稼働を可能にするバイオ燃料電池の開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バイオ燃料電池を長期間連続稼働可能にする耐久性電極用素子の開発
3　人工多段階酵素反応を利用したバイオ燃料電池用電極の開発
4　おわりに

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改変酵素による高性能バイオカソードの構築
Construction of High-performance Biocathode by Modifying Enzyme
　
　近年，ウェアラブルデバイスや体内埋め込み型デバイス用電源としてのバイオ電池の研究が活発になっている。本稿では，筆者の所属する研究グループにおいて進めてきた酵素固定化のための酵素改変および優れた電極触媒を取得するための酵素改変について，カソード側に焦点を当てて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　マルチ銅オキシダーゼ
3　電極に固定化されたMcoPの配向制御によるバイオカソードの電気化学特性の向上
3.1　McoP C及びMcoP N発現用プラスミドの構築および発現・精製
3.2　MWCNT-McoP複合体の作製及び電気化学的評価
4　McoPの酸化還元電位改変によるバイオ電池の電池電圧向上
4.1　470番目のメチオニン（野生型McoP）をロイシン（McoP M470L）もしくはフェニルアラニン（McoP M470F）へ置換したMcoP発現用プラスミドの構築
4.2　各McoPの酵素化学的性質
4.3　各McoPの熱，pH及び長期安定性
4.4　各変異体McoPの酸素の還元に対する電気化学的評価
5　まとめ

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尿中がんマーカーを検出するためのアンペロメトリック酵素センサ
An Amperometric Enzyme Sensor for Detecting a Cancer Marker in Urine

　L-フコースは，悪性腫瘍患者の血清中および尿中で濃度上昇することが報告されているマーカーであり，現在では特に肝・胆・膵の腫瘍マーカーとしての有用性が示唆されている。本稿では，このL-フコースを基質とする酵素の電極との直接電子移動反応に関する研究とその酵素固定化電極を用いたL- フコースの電気化学的な定量法の開発について述べる。

【目次】
1　序論
2　CcPDHの直接電子移動反応
2.1　全長CcPDHの直接電子移動反応
2.2　PQQドメインの直接電子移動反応
3　妨害物質の影響を受けないセンサ
4　まとめ

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酵素修飾繊維を用いた医療用計測レンズの開発
Wearable Smart Contact Lens With Enzymatic Biosensing Fibers

　近年，視力を補強するウェアラブルな高度医療機器“コンタクトレンズ”に電子素子を搭載させることで，新奇機能を実現可能なスマートコンタクトレンズの開発が盛んである。特に，①視覚拡張機器，②疾病治療機器，③生体情報計測機器といった新市場に向けた材料・デバイス・システム開発が目立つ。本稿では，これら次世代デバイスの開発動向とその将来性を述べると共に，筆者らが取り組む医療用計測レンズについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酵素修飾繊維
3　無線給電素子
4　無線給電式バイオセンシングレンズ
5　おわりに

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バイポーラ電極を用いるバイオセンサの開発
Development of Biosensors Using Bipolar Electrode

　バイポーラ電極とは，電解質溶液中に外部電源とつながらない状態で置かれたワイヤレスな電極であり，一対の駆動電極間に電位を印加するだけで，多数の電極を同時に動作させることができる。バイポーラ電極のバイオセンサ利用に向けた興味深い報告が数多くなされているので，その代表的なものを整理し，筆者らの研究とともに紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バイポーラ電気化学とセンサへの応用
3　バイポーラ電極を用いるバイオセンサ
4　バイオイメージングデバイスへの展開
5　おわりに

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BIO R&D

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ヤムイモから発見された植物生育促進・窒素固定細菌の特性解明と農業革新
Characteristic Elucidation on Plant Growth Promoting and Nitrogen Fixing Bacteria from Yams for Agricultural Innovation
　
本研究はヤムイモ（Dioscorea spp.）から発見された植物生育促進・窒素固定細菌の能力や特性を明らかにして，作物生産における窒素固定細菌の利用を確立するとともに，農業生産への利用による窒素化学肥料に依存しない持続的な食糧生産技術の開発を目指したものである。

【目次】
1　はじめに
2　ヤムイモから分離された窒素固定細菌
3　窒素固定細菌の多様性
4　植物生育促進細菌の発見
5　メタ16S解析法による細菌叢の特定
6　バイオ資材として実用化に向けた研究

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BIO BUSINESS

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健康食品・機能性食品工業

　2019 年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は6,493 億円（前年比101.0％）と推定され，ほぼ横ばいに推移した。トクホ茶をはじめとする中性脂肪・体脂肪関連商品が市場をけん引した。乳酸菌ブームに一服感がみられたが，新型コロナウイルスへの警戒感から2020 年2 月以降，再び需要が伸び始めている。一方，機能性表示食品の市場規模は2,557 億円（前年度比128.3％）と推定され，市場は大きく拡大した。全体的な届出件数の増加に加え，茶系飲料の大型商品が新規投入され市場をけん引した。届出手続の簡素化・迅速化が図られ，また新規関与成分による届出が続々と認められており，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きがさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向　

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《BIO PRODUCTS》

イソマルトオリゴ糖(Isomaltooligosaccharide)

月刊バイオインダストリー 2021年4月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

槻木恵一　神奈川歯科大学
山本健吉　花王(株)
小林　香　花王(株)
生野千佳　花王(株)
森　卓也　花王(株)
横尾岳大　(株)明治
狩野　宏　(株)明治
物部真奈美　(国研）農業・食品産業技術総合研究機構
宮﨑義之　九州大学
笹野高嗣　医療法人明徳会
猿田樹理　神奈川歯科大学
山本裕子　神奈川歯科大学
小池　萌　徳島大学
佐々木すみれ　徳島大学
瀬川博子　徳島大学
長谷川智之　三重県立看護大学
斎藤　真　三重県立看護大学
森田雅宗　産業技術総合研究所
野田尚宏　産業技術総合研究所


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【特集】唾液による健康効果の最前線;唾液腺健康医学という新たな領域での最新トピックス

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特集にあたって
Introduction

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唾液のシアル酸の抗インフルエンザウイルス作用に着目した研究開発
Research and Development Focusing on The Anti-influenza Virus Effect of Salivary Sialic Acid

　上気道粘膜には，ウイルス感染から粘膜上皮細胞を効果的・持続的に防ぐ，上気道粘膜上皮バリア機能（唾液，粘液，線毛における一連の生理機能）が備わっている。本稿では，筆者らが研究開発を進めている，上気道粘膜上皮バリア機能の一つである唾液の抗ウイルス作用について，現在までの取り組みの一部を概説する

【目次】
1　はじめに
2　唾液の抗インフルエンザウイルス作用
2.1　唾液の抗インフルエンザウイルス活性に関する先行研究
2.2　唾液の抗インフルエンザウイルス活性の個人差とその規定因子
2.3　唾液の抗IAV活性に対するタンパク質結合型シアル酸の寄与
2.4　唾液の抗IAV活性と年代による変化
3　唾液の抗IAV活性を高める取り組み ～炭酸刺激の効果～
4　おわりに　　

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乳酸菌Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について－細胞性免疫と液性免疫の両面から－
Immunostimulatory Effects of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 on Cellular and Humoral Immunity

　近年，乳酸菌の様々な生理機能が見出されており，そのひとつに免疫活性化作用が挙げられる。Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 についてはnatural killer 細胞の活性化等，主に細胞性免疫への影響が知られていたが，最近では唾液中IgA の増加等の液性免疫への影響も確認されている。本稿では，L.delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について，これまでの知見を概説する。
　
【目次】
1　はじめに
2　1073R-1乳酸菌由来の多糖体について
3　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-細胞性免疫-
4　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-液性免疫-
5　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用の推定メカニズム　
6　おわりに

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緑茶の抽出温度と唾液IgA の関係
Relationship Between The Brewing Temperature of Green Tea and Salivary IgA

　熱湯で淹れて飲むと渋い緑茶には「良薬口に苦し」を期待する。緑茶の主要な生理活性成分としてこれまで苦渋味成分が注目されてきた。しかし最近，苦渋味成分を引き算することにより新たな生理活性が見出される可能性が出てきた。本稿では，緑茶を冷水で淹れた時に溶出される成分と唾液IgA の関係について考察する。

【目次】
1　はじめに
2　緑茶葉から溶出する成分と水温との関係
3　緑茶成分と活性
3.1　EGCとEGCG
3.2　一本鎖RNA
3.3　テアニンとカフェイン
4　水出し緑茶の飲用と唾液IgA

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高分子CUA フコイダン摂取による健常人の唾液IgA 産生増強
Immune Enhancing Effect of High-Molecular Weight Fucoidan-Agaricus Mix（CUA）on Secretory IgA Production into Saliva of Healthy Individuals
　
　フコイダンは，褐藻類の“ぬめり”成分を構成する天然硫酸化多糖類である。免疫力の向上や抗ウイルス作用に関する基礎的な研究報告は多いものの，臨床学的な知見は未だ少ない。本稿では，唾液分泌型IgA（sIgA）を口腔内粘膜免疫の指標とする健常人を対象とした高分子フコイダン-アガリクスミックス（以下，CUA フコイダン）投与試験を紹介する。検討の結果，CUA フコイダンが粘膜免疫の増強に寄与する可能性が示され，口腔や上気道等における感染防御およびアレルギー疾患の病態緩和に貢献することが期待される。

【目次】
1　はじめに
2　粘膜免疫と分泌型IgAについて
3　フコイダンについて
4　健常人を対象としたフコイダン摂取試験
4.1　フコイダン-アガリクスミックスの唾液sIgA産生促進作用
4.2　フコイダン-アガリクスミックスの安全性
5　おわりに

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世界が注目する「うま味」を用いたドライマウス治療
Application of Umami Taste, Attracting Global Attention, to Remedy for Dry Mouth.

　ドライマウスとは，唾液分泌量が減少して口が渇く状態を言い，口腔乾燥症とほぼ同義に用いられる。高齢化に伴い，わが国のドライマウス患者は急増しているが，専門医が少なく，その診断と治療は普及していない。本稿では，うま味による味覚- 唾液反射を応用してドライマウスを改善する安心で安全な方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ドライマウスとは何か
2.1　ドライマウスの原因
2.2　唾液はどこから？
2.3　唾液のはたらき
2.4　唾液分泌の中枢機構
2.5　ドライマウスの症状
2.6　新しい知見 －ドライマウスは総唾液分泌量よりも小唾液腺分泌量と関連する－
3　ドライマウスを改善する新しいアイデア
3.1　小唾液腺における味覚?唾液分泌反射
3.2　うま味を用いたドライマウス治療
3.3　うま味とは？
4　おわりに

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唾液腺産生生理活性物質の全身への影響を解明する-脳-唾液腺ネットワークの視点から-
To Elucidate The Effect on The Whole Body from The Salivary Glands Producing Physiologically Active Substances－From The Perspective of The Brain-Salivary Gland Network－

　新たな臓器間ネットワークは臨床的に注目されているが，唾液腺情報伝達物質の口腔以外の他臓器への役割については多くの未解明な点を残している。筆者らは，神経細胞の機能維持に重要な脳由来神経栄養因子brain-derived neurotrophicfactor（BDNF）が唾液腺で産生され，海馬において抗不安作用を有することを明らかにした。このBDNF がどのようなメカニズムで海馬神経細胞に発現するtyrosine receptor kinase B（TrkB：BDNF レセプター）に結合し機能発現するか等，いわゆる「BDNF を介した脳-唾液腺ネットワークの分子機構」は不明な点が多いが，脳の精神作用における唾液腺の有効性（新たな役割）は，医学分野における新たな医療の構築に貢献していくことが期待される。そこで本稿では，筆者らが世界に先駆けて研究を進めてきた，「唾液・唾液腺と全身との関連」について脳-唾液腺ネットワークの視点から解説する。

【目次】
1　唾液腺の存在意義
2　臓器間ネットワークとは
3　唾液腺と成長因子の関係
4　唾液腺産生物質から全身への移行
5　脳由来神経栄養因子（brain-derived neurotrophic factor（BDNF））の唾液腺での産生とその意義
5.1　BDNFとは
5.2　唾液腺BDNFの血中への影響
5.3　唾液BDNFのターゲット臓器の探索
5.4　BDNFと副腎との関連性
5.5　脳-唾液腺ネットワークの発見
6　in vivoイメージングを用いた脳?唾液腺ネットワークの検証
7　唾液腺健康医学の創生に向けて

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難消化性糖類摂取による唾液IgA の増加とそのメカニズム
Mechanism of Increase in Salivary IgA level with Ingestion of Indigestible Carbohydrates

　上気道感染症予防に重要な役割を果たしている唾液中IgA は，難消化性糖類（繊維）摂取で増加すること，難消化性糖類摂取による唾液中IgA レベル増加は，腸管免疫賦活化の結果，大腸で産生された短鎖脂肪酸の効果であることが判明した。このメカニズムを社会に周知させることが，高齢者の健康寿命延伸につながる可能性がある。

【目次】
1　はじめに
2　唾液腺
3　唾液
4　唾液中IgA
5　難消化性糖類とその機能
6　難消化性糖類摂取が唾液中IgAレベルに与える影響
7　まとめ
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唾液腺のリン代謝における役割
Role of Salivary Glands in Phosphate Metabolism

　リンは動物・植物を含めて全ての生物において必要であり，生体内でエネルギー代謝・細胞膜・骨の構成成分など生体機能維持を担っている。体内のリン濃度の恒常性は，主に腸管，腎臓，骨が様々な因子により調節を受けバランスが保たれている。唾液には，リンが多量に排出されるが，その調節機構等詳細は明らにされていない。唾液腺は，生体内リン代謝調節機構に関与する臓器であるのか？　本稿では，生体におけるリンの重要性と著者らが生体内リン代謝と唾液腺に発現するリン酸トランスポーター調節に焦点を当て明らかにした結果の一端を紹介する。

【目次】
1　生体に含まれるリン形態
2　生体におけるリンの役割
3　食事に含まれるリン
4　リン代謝調節機構とその破綻
5　リン酸トランスポーターファミリー
6　唾液中のリンの役割
7　唾液腺におけるリン酸輸送系
8　唾液腺におけるリン代謝調節機構の存在
9　さいごに

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BIO R&D

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誰でも簡単に使用できる手浴用容器の開発
Development of Hand Bath Bag That Anyone Can Easily Use

　病院や介護施設等で勤務するスタッフの困り事として，「寝たきり患者さんの手をきれいに洗うことができない」という意見がある。本稿では，ビニール袋を活用し，患者の手と術者の手を直交することができる形状にすることで，ベッド上でも温湯を使用し患者の手を洗うことができる技術を開発したため解説する。

【目次】
1　はじめに
2　手浴用容器の製作，実験
2.1　手浴用容器の試作
2.2　手浴用容器を用いた実証実験
3　結果
3.1　実験1
4　今後の展望

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BIO ENGINEERING

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巨大リポソーム型微生物インキュベータ
Giant Liposome based Microbial Incubator

　微生物は，工業，エネルギー，食品，医薬品，健康，環境など，我々の生活の身近に存在する重要なパートナーである。我々は，巨大リポソームという大きさが1 - 100μm の細胞サイズの人工カプセルに，微生物をシングルセルレベルで内包し，その内部で微生物を培養することに成功している。本稿では，巨大リポソームに微生物を内包し，微生物培養器（インキュベータ）として利用できることを実証した研究の紹介と微生物内包巨大リポソームの将来展望について紹介する。

【目次】
1　巨大リポソーム（Giant liposome，GL）と作り方
2　GL内での微生物培養
3　微生物内包GLの将来展望

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《BIO PRODUCTS》

キサンタンガム(Xanthan gum)

5-アミノレブリン酸(5-Aminolevulinic Acid)

月刊バイオインダストリー 2021年3月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

井上國世　京都大学名誉教授
菅原卓也　愛媛大学
酒井康行　東京大学
チェ・ヒョンジン　東京大学
ファド・ガンジー・トリザール　東京大学
堀口一樹　東京大学;大阪大学
西川昌輝　東京大学
藤田泰毅　(株)大塚製薬工場
西村益浩　(株)大塚製薬工場
小森奈月　(株)大塚製薬工場
上田忠佳　DS ファーマアニマルヘルス(株)
松村昌典　北見工業大学
吉原利忠　群馬大学
田上友季也　福岡大学
上原吉就　福岡大学;福岡大学病院


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【特集】動物細胞培養における培地および培養系の工夫

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特集にあたって
Introduction

　本特集号では，動物細胞培養における培地，培養系，培養方法などのハード面における変遷と現状および解決すべき問題点を中心に，活発に研究されておられる先生方に執筆していただいた。ご多忙のところ，快く執筆してくださった先生方にあつく御礼申し上げる。動物細胞培養の研究においては，生産物の生理機能や応用性に関心が向くのは当然のこととしても，細胞を安全かつ簡便，安価に培養するための科学・技術にも，重要でかつ困難な課題が含まれている。本特集号の情報が，日々，細胞培養に取り組んでおられる研究者，学生諸氏にとり，タイムリーで有用なものであることを期待したい。

【目次】
1　バイオテクノロジー（BT）の要素技術には細胞融合・細胞培養が含まれる
2　BTは科学技術の延長線上で取り扱うことができる
3　石油ショック時代のBTから脱CO2時代のBTへ　
4　半世紀にわたるNBTの進歩
5　動物細胞培養の流れ：ワクチン開発，モノクローナル抗体（MAb），多能性幹細胞
6　動物細胞培養と故・村上浩紀教授

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ハイブリドーマの培養に適した無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発と応用および多能性幹細胞用培地における最近の進展
Development of a Protein- and Hormone-free Medium（PHFM）Applicable to Hybridoma Culture and Recent Progress of Culture Media for Pluripotent Stem Cells.

　モノクローナル抗体（MAb）は，各種生理活性物質の検出や分析，精製及び臨床診断や治療薬（抗体医薬）として広く用いられている。ハイブリドーマのinvitro 培養は，当初，ヒトMAb の生産を目的として，ヒト-ヒト（H-H）ハイブリドーマの培養に応用された。一方，マウスMAb についても，従来のマウス-マウス（M-M）ハイブリドーマをマウス腹水で培養する方法（腹水法）に代わり，invitro 培養での生産が広く行われている。本稿では，ハイブリドーマのin vitro 培養に向けた培地の開発の歴史を縦覧し，筆者らが開発に関わった無タンパク質無ホルモン培地（Protein- and hormone-free medium, PHFM）を紹介し，さらに本培地でのハイブリドーマ培養とMAb 生産について述べる。また，多能性幹細胞の無血清培養開発の最近の展開に関して概括し，ハイブリドーマ培養との関連を考察する。

【目次】
1　はじめに
2　動物細胞培養と合成培地
2.1　動物細胞培養黎明期
2.2　EarlのBSS，EagleのBMEとMEM，DulbeccoのDMEM
2.3　血清添加の問題点
3　無血清培地（Serum-free medium）と成長因子ITES
4　ハイブリドーマ無血清培養用基礎培地eRDFの開発
4.1　ITES添加eRDF培地の有用性
4.2　ITES添加eRDFによるハイブリドーマ培養
5　その他の成長因子の検索
5.1　ニワトリ卵黄リポタンパク質（Yolk lipoprotein, YLP）
5.2　ホスファチジン酸（phosphatidic acid, PA）
5.3　コラーゲン（Col）
5.4　ラクトフェリン（LF）
5.5　イムノグロブリン産生促進因子（IPSF）
6　無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発
6.1　PHFM開発の背景
6.2　PHFMの組成
6.3　PHFMでのハイブリドーマの培養
6.4　PHFM中でのハイブリドーマからのMAb生産
6.5　PHFMで培養したハイブリドーマ培養上清のSDS?PAGE
6.6　大量ハイブリドーマ培養によるMAb生産
7　ヒト多能性幹細胞（ES/iPS細胞）の培地
7.1　ゼノフリー・フィーダーフリー培養用の完全合成培地が望まれている
7.2　ヒトES/iPS細胞用無血清培地
7.3　FGF-2及びTGF-βに代わる増殖因子の探索
7.4　ES/iPS細胞の浮遊培養
8　おわりに　　

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動物細胞の生産性を向上する培地添加因子
Production Stimulating Factors for Animal Cell Culture

　動物細胞が産生する物質は生物製剤，特に近年では抗体医薬として様々な疾病の治療に用いられている。動物細胞による物質生産の効率化には，大量培養や高密度培養などの培養工学的手法，強力なプロモーター遺伝子の導入などによる分子生物学的手法がある。また，生理学的手法による生産性向上として，本稿では，ハイブリドーマのモノクローナル抗体産生やマクロファージのサイトカイン産生を促進する因子を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　コラーゲンによる抗体生産性の改善
3　コラーゲンの作用機構
4　マクロファージに対するコラーゲンの促進効果
5　塩基性タンパク質の抗体産生促進効果
6　おわりに

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多能性幹細胞の大量培養法の現状と問題点および将来
Status and Future Perspectives of Large-scale Culture of Pluripotent Stem Cells

　iPS 細胞などの多能性幹細胞をヒトの再生医療に用いるためには，細胞を移植に必要な数まで大量培養し，かつ必要な臓器細胞へと分化誘導することが必須である。このためには，バイオ医薬品製造のための細胞大量培養技術を基礎としながらも，多能性幹細胞培養の特有の課題を克服し，適切な手法を構築する必要がある。本稿では，多能性幹細胞の大量培養技術を概観した後，そこで課題となる細胞凝集現象の制御と，コストダウンのための高密度培養に対する筆者らの最近の研究成果を紹介し，将来を展望してみたい。

【目次】
1　はじめに
2　大量培養法
2.1　2つの培養形式
2.2　iPS細胞の凝集・増殖プロセス
2.3　iPS細胞の凝集体浮遊培養の種類
2.4　攪拌翼を用いる動的浮遊培養
2.5　容器振盪型の動的浮遊培養
3　凝集の制御
3.1　添加剤による凝集制御
3.2　容器形状による凝集制御
4　透析と高密度化
5　おわりに

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細胞懸濁保存液セルストアS 及び細胞洗浄保存液セルストアW によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存
Preservation of Human Adipose Tissue Derived Mesenchymal Stromal Cells with The Cell Suspension and Preservation Solution （Cellstor-S） and The Cell Wash and Preservation Solution （Cellstor-W）

　抗炎症や免疫調節といった機能を有している間葉系幹細胞は，様々な疾患への適応が期待され，数多くの臨床研究が進められている。承認された間葉系幹細胞製品では，凍結保存や常温保存が選択されている。本稿では，筆者らが開発した細胞保存液によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存の実例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　冷蔵保存及び常温保存条件での使用例
3　細胞濃度の均一性の維持
4　凍結保存液の基液としての使用例
5　セルストアS及びセルストアWの製造原料について
6　凍結解凍の影響について
7　結語

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動物細胞用培養液の基礎と特長
Basic and Features of Animal Cell Culture Medium

　動物細胞の培養にとって培養液は必要不可欠なものであるが，培養液の特長や注意点などは意外と知られていない。そのため，本来，緩衝系に炭酸ガスを必要としない培養液を炭酸ガスインキュベータで使用するなど，誤った使用方法も増えつつある。そこで，本章では汎用されている動物細胞用培養液について，その特長と注意点等を解説したい。

【目次】
1　組織培養と培養液の歴史
2　培養液の基本的な組成
2.1　無機塩類
2.2　アミノ酸
2.3　ビタミン
2.4　糖など有機化合物
2.5　微量元素（Trace Element）
2.6　脂肪酸，脂質
2.7　ホルモン，タンパク質
3　主な基礎培養液
3.1　199
3.2　BME
3.3　Alpha－MEM　
3.4　D-MEM
3.5　RPMI1640
3.6　F10
3.7　F12
3.8　L158
3.9　McCoy
3.10　MEM
3.11　DF12
3.12　MCDB
3.13　混合培養液
4　血清の役割と無血清培養液
5　無血清培養液
6　無血清培養液の分類
6.1　血清代替品添加培養液1　
6.2　Defined培養液，Chemically Defined培養液
6.3　Xeno-Free培養液
6.4　Animal?Free培養液　
7　培養液の今後について

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BIO R&D

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血管のようなヌルヌル柔軟弾性管と簡単・瞬時に着脱できるコネクタの開発
Development of Connectors that can Easily and Instantly ConnectFlexible and Elastic Tubes

　生体管にカテーテルのようなチューブを接続するコネクタには，多くの課題がある。例えば，血管のような生体管は，ヌルヌルして滑りやすく，管壁が薄くて弾力があるため，カテーテルを確実かつ簡便で迅速に着脱することが難しく，しかもコネクタの装着が生体管に物理的損傷を与えることもある。本稿では，このような課題を解決するために開発されたコネクタを紹介する。

【目次】
1　開発経緯
2　ヌメリのある柔軟弾性管用コネクタに関する課題と技術的要求事項
3　バルーンカテーテルを応用したコネクタの開発
4　外筒内壁面形状と抜けにくさ
5　おわりに

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蛍光性脂質滴プローブを用いた細胞および組織内脂質滴のライブイメージング
Live Imaging of Intracellular and in vivo Lipid Droplet Using Lipid Droplet-specific Fluorescent Probe

　脂質滴は，細胞内において脂質をエネルギー源とする代謝過程や，脂肪肝などの病態と深く関与している。本稿では，細胞から小動物臓器内の脂質滴のイメージングを可能とする蛍光性脂質滴イメージング試薬，およびそれを用いた細胞内脂質滴の形成過程やin vivoにおける脂質滴イメージングについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　脂質滴イメージングのための蛍光性試薬
3　蛍光性脂質滴プローブの光物理特性
4　PC6Sを用いた細胞内脂質滴イメージング
5　PC6Sを用いた脂質滴のin vivoイメージング
6　おわりに

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BIO ENGINEERING

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心拍の揺らぎに含まれる自律神経成分を活用した新たな運動強度判定法の試み
Novel Evaluation Method of Exercise Intensity Using Autonomic Nervus Components Contained in Heart Rate Variability

　運動が健康増進に効果的であることはよく知られており，その効果を高めつつ安全に運動を実施するためには適切な運動強度の設定が重要である。本稿では，筆者らが研究を進めている心拍変動を活用した新たな運動強度判定法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　心拍変動測定における運動中の自律神経評価
3　心拍変動を活用した新規の運動強度判定法

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月刊バイオインダストリー 2021年2月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

松原輝彦　慶応義塾大学
堀　克敏　名古屋大学
小澤祐市　東北大学
中野祥吾　静岡県立大学
小塚康平　静岡県立大学
南野優季　静岡県立大学
伊藤創平　静岡県立大学
駒崎友亮　(国研)産業技術総合研究所
木村賢一　岩手大学
鈴木　聡　(株)実正
神崎　浩　岡山大学
仁戸田照彦　岡山大学
畑生俊光　岡山大学
森　隆　埼玉医科大学
羅霄霖　(株)ジェヌインR&D　
開　忍　(株)ジェヌインR&D　
宮鍋征克　㈱ジェヌインR&D　
今井博之　甲南大学　


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BIO R&D

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繊細な生体物質を触れずに操る無容器バイオフラスコ
Contactless Bioflask for Investigation of Sensitive Biological Samples

近年，定在波音波を利用して液滴を空気中で捕捉して浮揚させ，特殊な界面を利用した化学および生物反応を行う研究が始まっている。微小重力環境においてのみ可能な三次元の気-液界面を常温・常圧下，地球上で実装できる技術である。本稿では，この技術が次世代の無容器バイオフラスコとして利用できるかどうか，その可能性について解説する。

【目次】
1　はじめに
1.1　繊細な生体物質を扱う実験プロトコールの必要性
1.2　定在波捕捉による浮揚液滴
2　浮揚液滴内による生物有機合成反応
2.1　単軸超音波振動子による浮揚装置の構成
2.2　高分子重合反応
2.3　生体直交反応（クリック反応）
2.4　酵素による発色反応
2.5　制限酵素によるDNA切断反応
2.6　超音波による生体試料への影響
3　近年の研究動向
4　最後に

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微生物接着タンパク質AtaAの無限の可能性
Boundless Applicability of the Microbial Adhesive Protein AtaA

　筆者らは，様々な材料表面に付着する細菌の細胞表層タンパク質AtaAを発見し，その性質，構造，接着機構の解明を進めてきた。さらに，AtaAを微生物固定化や接着分子材料へ利用する応用研究についても取り組んできた。本稿では，AtaA分子の特徴を説明するとともに，無限に拡がりつつある応用展開について紹介する。
【目次】
1　はじめに
2　微生物接着タンパク質AtaA
3　AtaAの微生物工学への応用
3.1　微生物固定化技術への応用
3.2　オン・ファイバーディスプレイ
4　AtaAの接着分子材料としての応用
4.1　リポソームのファイバーデコレーション
4.2　分子固定，表面機能化への利用
5　将来展望

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3次元情報を一挙に可視化するレーザー走査顕微鏡法
Laser Scanning Microscopy Acquiring Three-Dimensional Information from a Single Laser Scanning

　レーザー走査型蛍光顕微鏡法は試料の3次元構造を詳細に可視化可能なイメージング法として生命科学分野を始めとして広く用いられているが，複数枚の2次元断層画像の重ね合わせから3次元化する従来法では，イメージングの高速化が容易ではなかった。本稿では，光の新しい特性を巧みに利用して深さ情報を一挙に可視化できるイメージング法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　原理
2.1　長焦点ニードルスポット励起
2.2　蛍光信号に対するエアリービーム変換
3　ニードル顕微鏡システムによる3次元画像構築
3.1　顕微鏡システム
3.2　エアリービーム変換に基づく深さ情報の抽出
3.3　画像構築
4　おわりに

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配列解析を礎とした次世代蛋白質工学～難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を例に～
A Semi-rational Protein Engineering by Sequence-based Method and Development of Artificial L-amino Acid Oxidase.

　40億年にわたる進化の過程において，生物は変異を遺伝子に蓄積することで，多様な機能を獲得してきた。遺伝子から転写・翻訳され生合成される酵素の進化を俯瞰すると，相同な立体構造を持ち類似の触媒反応を担う酵素であっても，分子全体に多数の変異が導入され，自在に基質特異性，生産性，安定性等の機能が改変されている。しかし，一つ一つの変異のほとんどは，生物の自然淘汰に対して有利でも不利でもない中立的な変異であり，蛋白質の機能においても中立的である。加えて分子進化による変異は極めて不規則であり，人間の目で変異による機能の変化を合理的に理解するのは極めて困難である。よって，実験科学的手法に依存したスクリーニング，構造生物学・分子進化工学的手法による合理的な改変が現在も主流となっている。しかし，これら手法に依存した技術開発や合理的改変のコストは総じて高く，バイオ技術の社会実装を阻む障壁にもなっている。我々は，拡大の一途を辿る遺伝子・配列データベースを，独自の機械学習型配列解析法により演繹的に解析，実験結果と照合することで，蛋白質・酵素機能のデザインが可能であるか検証してきた。本報では，次世代型の蛋白質工学技術の紹介と，適用例として難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を紹介する。

【目次】
1　次世代蛋白質工学とは？
2　人工L-アミノ酸酸化酵素の設計と動的光学分割
3　今後の展開

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高柔軟性シリコーン感湿材料の開発と状湿度センサへの応用
Hygroscopic Silicone Rubber Composite and Textile Based Humidity Sensor

　近年，人が身に着けて使用する電子機器，「ウェアラブルデバイス」が話題を呼んでいる。本稿では，著者らが衣服型ウェアラブルデバイス向けに開発した布状湿度センサと，それを可能にした高柔軟性シリコーン吸湿材料について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　高柔軟性シリコーン感湿材料の開発
3　布状湿度センサの作製
4　おわりに

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久慈産琥珀に含まれる生物活性物質の多彩な化学構造と生物活性－メラニン産生抑制活性とコラーゲン産生促進活性の発見－
Diversity of Structures and Biological Activities of Bioprobes Isolated from Kuji Amber-Discovery of Inhibition of Melanin Production and Promotion of Collagen Production Activities in Kuji Amber-

　久慈産琥珀の約5％を占めるアルコール可溶性画分には，他国産琥珀の場合とは大きく異なり，kujigamberolを中心に多数の新規構造を有する生物活性物質が含まれている。これまで，動物における高い抗アレルギー活性を報告してきたが，今般メラニン産生抑制とコラーゲン産生促進活性が細胞で新たに見出された。今後，それらの活性を有する新たな成分の発見とメカニズム解析，並びに抽出物を用いた多角的な商品化が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　医薬品探索のための天然資源としての琥珀
3　久慈産琥珀の生物活性物質の構造
4　久慈産琥珀の抗アレルギー活性
5　久慈産琥珀のメラニン産生抑制活性
6　細胞外マトリックスとコラーゲン
7　久慈産琥珀抽出物の多角的な産業利用

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エノキタケ菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果とペット動物用サプリメントへの応用
Adipogenesis Suppression by Enokitake Mushroom Bed Extract and its Application to Pet Animal Supplements

　エノキタケ栽培針葉樹菌床水抽出物が，脂肪蓄積抑制効果を示し，その抽出液を含む飲料を用いる飲水試験で，通常食給餌マウスに対して，体重増加抑制，血糖値抑制，脂肪蓄積抑制，腸内細菌叢改善効果等を示すことが判明した。食用キノコ生産で得られる菌床抽出物のペットサプリメント等への用途開発が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　生物試験に供するキノコの培養とその抽出物の調製
3　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果
4　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の血糖値上昇抑制効果
5　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物のマウス飲水試験
6　ペット用試作飲料の小型犬に対する試飲アンケート
7　終わりに

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没食子酸（α/β-セクレターゼ作用剤）はアルツハイマー病のマウスモデルの認知機能障害を改善しアルツハイマー様病態も軽減する
Gallic Acid is a Dual α/β-secretase Modulator that Reverses Cognitive Impairment and Remediates Alzheimer-like Pathology in the Alzheimer’s Disease Mouse Model

　植物由来の没食子酸をアルツハイマー病のマウスモデルに6ヶ月間経口投与すると，認知機能障害が改善し，アルツハイマー様病態も軽減した。没食子酸がアミロイド前駆体蛋白質代謝を制御する2種類の切断酵素（α/β-セクレターゼ）に作用して，原因蛋白質の1つであるアミロイド-β蛋白質の産生を抑制することを明らかにした。
　本稿では，没食子酸の概要，行動・認知機能障害の改善効果，脳アミロイド症の抑制効果，α/β-セクレターゼへの二重効果，抗炎症・抗酸化効果を紹介する。没食子酸は現行する処方薬との併用も可能であり，軽度認知障害の患者への適応も期待される。

【目次】
1　はじめに
2　没食子酸の概要
3　行動・認知機能障害の改善効果
4　脳アミロイド症の抑制効果
5　α/β-セクレターゼへの二重効果
6　没食子酸の抗炎症・抗酸化効果
7　まとめ

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食用キノコの自己消化反応を利用した植物からの遊離セラミドの生産
Free ceramide production from plants using enzymes prepared from mushrooms

　セラミドは，化粧品やサプリメントの美容成分として一般消費者にも周知されてきた。その中でも注目されている角質層セラミドと同じ構造を持つヒト型セラミド（遊離セラミド）を，野菜や果物などの植物から作り出す研究を行った。植物にはグルコシルセラミドなどの糖セラミドはあるが，ヒト型セラミドは存在しない。この植物の糖セラミドを食用キノコの消化反応を利用して遊離セラミドに変え，機能性素材として展開する。

【目次】
1　はじめに
2　キノコの自己消化によるヒト型セラミド産生
2.1　植物スフィンゴ脂質
2.2　スフィンゴ脂質代謝経路生合成系と分解系
3　実験方法
3.1　キノコ自己消化後酵素液の調製
3.2　酵素反応
4　結果と考察
4.1　GIPC由来遊離セラミドの産生
4.2　GlcCer由来遊離セラミドの産生
5　おわりに

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BIO BUSINESS

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医薬品工業

　世界の医薬品市場は2014 年に1 兆ドルを突破し，2019 年には1 兆2,500 億ドルを超え，今後も3～6％程度の成長が見込まれている。2018 年の国内医薬品の生産金額は，6 兆9,077 億円となり，前年比2.8％の伸びを示した。医療用医薬品，一般医薬品とも増加したが，配置用家庭薬は減少した。全体的にみると生産金額は年によりばらつきがあるが，製薬業界にとって厳しい状況が続いている。また，2019 年末から発生しているコロナウイルス（COVID-19）による肺炎に関して，2020 年，政府はPCR 検査を幅広く行い，治療薬やワクチンの研究開発や生産体制の整備を行い，医療提供体制を強化することを発表している。今後，医薬品業界に大きな影響を及ぼすと思われる。

【目次】
1　医療用医薬品
2　一般用医薬品
3　臨床検査薬

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《BIO PRODUCTS》

α-アミラーゼ(α-Amylase)

β-アミラーゼ(β-Amylase)