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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)