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月刊バイオインダストリー 2009年5月号

【特集】 植物の物質生産プロセス制御基盤技術開発

商品コード: I0905

  • 発行日: 2009年4月12日
  • 価格(税込): 4,860 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0910-6545

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目次

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

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


物質生産プロセス基盤リソースの整備と植物の物質生産機能の解析
Preparation of Resources for Plant Biotechnology and Functional Analysis of Plant Metabolisms for Useful Material Production
鈴木秀幸((財)かずさDNA研究所 産業基盤開発研究部 ゲノムバイテク研究室 主任研究員)
柴田大輔((財)かずさDNA研究所 産業基盤開発研究部 部長)
 植物による物質生産プロセスを研究する上で基盤となるメタボローム解析(網羅的代謝物解析)の手法を確立し、研究リソースを整備するとともに、代謝遺伝子機能の解明をメタボロミクスの手法で進めた。得られた膨大なデータは統合データベースに集積し、それを活用して実用研究グループとの連携研究を推し進めた。これらの基盤リソースや統合データベースは今後の植物バイオテクノロジーを進める上で重要な役割を果たすだろう。

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


遺伝子組換えによるユーカリ新品種の開発―ゲノム科学的アプローチによる木質バイオマス統括的生産制御技術開発―
Development of “Super Eucalyptus” by Genetic Engineering―Developmentof Wood-biomass Producing Technology with Genome Scientific Approach―
日尾野隆(王子製紙(株) 森林資源研究所 上級研究員)
 これからの人類社会では資源、環境面での持続可能な経済社会をどのようにして実現していくのかが大きな問題になっている。その解決策として樹木バイオマス活用による物質生産プロセスに注目し、事業植林の実情と、最新のゲノム科学的アプローチに基づく遺伝子組換え技術によるユーカリ新品種開発について解説する。

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


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

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


ナタネ等の作物におけるカロテノイド生産制御技術の開発
Pathway Engineering of Carotenoid Production in Canola and Other Crops
藤澤雅樹(キリンホールディングス(株) フロンティア技術研究所 特別研究員)
三沢典彦(キリンホールディングス(株) フロンティア技術研究所 主任研究員)
 近年、機能性素材として注目されている天然色素カロテノイドについて、遺伝子組換え技術を利用した生合成経路の代謝工学的改変により、ナタネ等の作物に有用カロテノイドを高蓄積させることに成功した。本技術は作物の価値を高めると共に、有用カロテノイドの新たな生産手段としてその産業利用を大きく推進することが期待される。

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


カンゾウの市場と分子育種へのチャレンジ
The Licorice Market and Molecular Breeding of Glycyrrhizin Biosynthesis
須藤浩((株)常磐植物化学研究所;千葉大学 薬学部 遺伝子資源応用研究室)
 医薬品素材および非糖質甘味料として重要な甘草は、環境保護や天然資源保護の観点から、栽培化とそのための技術開発が緊急課題となっている。本稿では、甘草の用途や国際的な取引の現状を概説すると共に、分子育種による優良品種開発を目的とした遺伝子クローニング等、分子基盤技術開発の現状について報告する。

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


植物によるヒアルロン酸生産技術の開発
Production of Hyaluronic Acid in Transgenic Plants
柴谷滋郎(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所 グループリーダー)
三澤修平(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所)
北澤宏明(東洋紡績(株) 敦賀バイオ研究所)
 ヒアルロン酸は、化粧品、医薬品および健康食品の原料として利用され、近年、知名度の高まった魅力的な物質である。本稿では、物質生産の場として植物を用いたヒアルロン酸の新たな生産法の開発に関する知見を紹介する。

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


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

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


工業原料としてのトチュウゴム
Industrial Material for Eucommia Rubber
中澤慶久(日立造船(株) 事業・製品開発センター技術研究所 主管研究員;大阪大学 招聘准教授)
 トチュウは中国原産の薬用植物である。植物体全体にトランス型ポリイソプレン(トチュウゴム)を代謝し、温帯域で栽培可能な資源植物である。このトチュウについて遺伝資源探査、トチュウゴム生合成経路の解析および蓄積機序の解析、遺伝子解析による機能同定および組換え体による機能評価を実施している。本稿では、工業原料として活用が期待されるトチュウとトチュウゴムの植物学的特徴について解説する。

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


植物におけるアミノ酸生産法の開発
Amino Acid Production in Plants
五十嵐大亮(味の素(株) ライフサイエンス研究所 研究員)
 アミノ酸は様々な窒素化合物生合成の初発物質となることから、その効率的な生産方法の確立は有用な窒素化合物の植物における生産技術に繋がる。そこで植物のアミノ酸生産に関わる主要な因子の探索を行った。

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


BIO R&D 放線菌酵素による旨み増強処理技術の開発
Development of ‘Umami’ Enzyme by Blending of Streptomyces Peptidases
畑中唯史(岡山県生物科学総合研究所 酵素機能研究グループ グループリーダー)
 これまで、あまり注目されてこなかった放線菌、特にストレプトマイセス属細菌由来のペプチダーゼ群に焦点をあて、スクリーニング法、大量発現系、それらによるタンパク質加水分解による旨みの増強作用、今後の展開について述べる。

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


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


連載:未来をひらく 脳科学のススメ第8回 お金とモノに込められたキモチへの科学的アプローチ
Scientific Approach to Feelings Put into Money and Goods 福士珠美((独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター(JST/CRDS) ライフサイエンスユニット フェロー)



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

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


ニューロイメージングと人文・社会科学の融合―だましの脳科学―
Neuroscience of Deception
永岑光恵(防衛大学校 人間文化学科 准教授)
 「だまし」は人間のもつ高度な認知能力のひとつである。良いイメージがあまりない「だまし」ではあるが、人間にだます能力や嘘をつく能力が備わっていないと、円滑な対人関係の維持に困難が生じることも想像に難くない。では、この「だまし」を司る脳部位はどこにあるのだろうか。ここでは、これまでに行われてきた「だまし」の脳科学研究の概要を紹介する。

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


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