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月刊バイオインダストリー 2007年11月号

【特集】 シルクテクノロジー

商品コード: I0711

  • 発行日: 2007年10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】 シルクテクノロジー

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バイオベースポリマーとしてのシルク
Silk as a Bio-based Polymer

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玉田靖((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット ユニット長)

 環境低負荷・循環型社会の構築が重要な課題となり,バイオベースの材料に注目が集まっている。カイコが生産するシルクは,工業的な生産技術が確立されているバイオベースポリマーである。古来より,シルクは衣料用繊維素材として広く活用されてきたが,さらに最近の研究成果は,タンパク質素材としてのシルクに潜在的な可能性の存在を示している。本稿では,バイオベースポリマーとしてのシルクの特徴と可能性について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. タンパク質材料としてのシルク
3. フィブロイン材料の特徴
4. フィブロイン材料の改質
5. おわりに


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遺伝子組換えカイコによるシルク改変
Modification of Silk Proteins by Transgenic Silkworm

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小島桂((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット 研究員)
玉田靖((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット ユニット長)

 カイコは長い間,主にシルク(絹糸)を生産する昆虫として利用されてきた。近年,カイコの遺伝子組換え手法が確立されたことで,カイコのシルクタンパク質を改変し,物性の向上や,機能性の付加を実現した新しいシルクを設計・創出することが可能となった。本稿では,シルクを構成するタンパク質の種類と機能,組換えタンパク質の設計,遺伝子組換えカイコ作製の原理と操作,およびシルク改変の研究例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. シルクタンパク質の種類と機能・組換え戦略
2.1 セリシン
2.2 フィブロイン
2.2.1 フィブロインを構成するタンパク質
2.2.2 P25をベースとした組換えタンパク質
2.2.3 フィブロインH鎖をベースとした組換えタンパク質
2.2.4 フィブロインL鎖をベースとした組換えタンパク質
3. piggy Bacを用いた遺伝子組換えカイコの作出
4. 遺伝子組換えカイコによるシルクの機能性付与・力学物性改変の現状
4.1 フィブロインへの機能性付加の現状
4.2 フィブロインの力学物性制御の現状
5. 組換えタンパク質発現システムとしてのカイコ
6. おわりに


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医療材料としてのシルク利用
Performances of the Silk as Biomaterials

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富田直秀(京都大学 国際融合創造センター 創造部門(生体・医療工学) 教授)

 医療材料には診断に用いられる材料と治療に用いられる材料がある。また,生体外で用いられる材料と生体内で用いられる材料に分類することもできる。本稿では,主に治療用に生体内で用いられる生体材料としてのシルク由来材料の有用性を考えてみたい。近年,シルク由来材料が生体材料として注目を浴びているが,その理由としては,(1)手術用絹糸として臨床に用いられた大量の臨床データ蓄積がある,(2)組織形成性と増殖性を利用した再生医療への応用が期待されている,(3)トランスジェニック蚕技術を用いた機能性生体材料開発が期待されている,等であろう。それらの実体と最近の動向,そして将来展望などを紹介する。

【目次】
1. 生体材料の開発の困難さ
2. 手術用絹糸の再評価の必要性
3. フィブロイン表面における軟骨組織形成性
4. フィブロイン上への軟骨の接着特性
5. Cell delivery Systemとしてのフィブロインの可能性
6. シルクの再生医療への応用


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環境調和型材料を指向したシルク利用
Utilization for the Silk as a Novel Environmentally Friendly Material

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平井伸治(室蘭工業大学 工学部 材料物性工学科 教授)
金子淳(室蘭工業大学 大学院創成機能科学専攻 博士後期課程)
玉田靖((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット ユニット長)

 シルクフィブロインタンパク質を主成分とするシルク粉末に微量の水を加え,パルス通電焼結装置を用いて80〜200℃に加熱しながら加圧すると,樹脂化したシルク成形体が得られる。このシルク成形体をバイオマスプラスチックスとして応用するため,機械的特性,生分解性の他,誘電特性,熱伝導性,リサイクル性等の潜在的特性について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. シルク成形体の作製と機械的特性
3. シルク成形体の誘電特性と熱伝導性
4. シルク成形体の生分解性とリサイクル性の可能性
5. おわりに


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シルクを焼成したカーボンシルクおよびその用途開発
Carbonsilk Prepared from Silk and its Applications

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宮下正光(シナノケンシ(株) 機能素材事業部)

 シナノケンシ(株)では,絹を焼成した新素材「カーボンシルク(R)」を開発した。この素材は絹に由来すると思われる様々な特性が発現している。本稿では,それらの特性と特性を利用した用途開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. カーボンシルクとは
3. カーボンシルクの特性
3.1 優れた抗菌性
3.2 アレルゲンの吸着・不活化効果
3.3 抗ウイルス性
3.4 高比表面積
3.5 有害ガス化学吸着
3.6 高耐熱性
3.7 分散性・親和性
3.8 形状の自由度
4. カーボンシルクの用途開発例
4.1 業務用空気清浄機の脱臭フィルタ
4.2 開発中の用途例
4.2.1 拡散層:直接メタノール型燃料電池(DMFC)用拡散層
4.2.2 複合材:カーボンシルク・カーボンナノチューブ複合粉(CS-NT(TM))
5. おわりに


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化粧・エステティック材料としてのシルク利用
Applications of Silk Proteins for Cosmetics and Esthetics Materials

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草木一男(カシロ産業(株) 開発研究室 室長)

 近年肌の健康・美容に対する関心・意識が高くなり化粧品・エステティックにおいて美肌,痩身に関する粧剤,施術が多岐にわたって行われている。本稿では化粧品,エステティックの違いを解説した上で,生体親和性があり安全な化粧品素材として従来から用いられてきたシルクパウダーおよび加水分解シルク水溶液の特性を示すと共に,新規な素材としてシルクフィブロインスポンジのエステティック素材としての可能性を紹介する。

【目次】
1. 化粧品(cosmetic)・エステティック(esthetic)とは
1.1 はじめに
1.2 エステティックの対象
1.3 化粧,エステティック,美容外科の役割
1.4 エステによるトラブル
2. シルクについて
2.1 シルクの概論
2.2 シルク化成品の製造
3. 化粧品原料としてのシルク
3.1 シルク化粧品原料の特徴
3.2 シルクパウダーの各論
(1) ビタミン包含パウダー
(2) 固定化酵素パウダー
(3) ムコ多糖類複合パウダー
(4) 多孔性シルクパウダー
3.3 加水分解シルク水溶液
4. エステティック素材としてのシルク
4.1 スクラブ剤として
4.2 パック用素材として
5. おわりに


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機能性を高めたセリシン繭を生産するカイコ品種
A New Silkworm Race for the Production of Sericin Cocoon with the Higher Function

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間瀬啓介((独)農業生物資源研究所 生活資材開発ユニット 主任研究員)
岡田英二((独)農業生物資源研究所 生活資材開発ユニット 主任研究員)
宮島たか子(元(独)農業生物資源研究所 専門官)
山本俊雄(元(独)農業生物資源研究所 チーム長)

 セリシンのみから成る繭を作る蚕品種「セリシンホープ」のセリシンは,天然の高分子状態で利用できるため,極めて容易にゲル化・乳化させることができた。今回,この「セリシンホープ」にフラボノイド分泌性を付与させた品種「セリシンフラボ」を育成し,抗酸化性や紫外線遮蔽効果など,機能性を高めた高分子セリシン素材を作出することができた。

【目次】
1. はじめに
2. バージンセリシンのゲル化・乳化
3. 色付きセリシン蚕品種の育成
3.1 育種素材
3.2 育成経過
4. 蚕品種「セリシンフラボ」の性状
5. セリシン繭の機能性向上
5.1 抗酸化性
5.2 チロシナーゼ阻害効果
5.3 紫外線遮蔽効果
5.4 抗菌性
5.5 徐放性
6. おわりに


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材料化によるセリシンの新たな利用展開
Novel Application of Silk Sericin as Biomaterials

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寺本英敏((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット 研究員)

 近年,シルクタンパク質セリシンへの関心が急速に高まってきている。セリシンはフィブロインとは大きく異なるユニークな物性を有するが,抽出時に起こる加水分解が材料としての利用を阻んできた。本稿では,カイコ品種「セリシンホープ」から得られる天然状態のセリシン(バージンセリシン)を利用した材料化研究について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. セリシンの構造と特性
3. バージンセリシンの利用
4. バージンセリシン水溶液の調製
5. 各種セリシン材料の調製と特性
5.1 キャストフィルム
5.2 ハイドロゲルおよびスポンジ状多孔質体
5.3 ゲルフィルム
6. おわりに


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セリシンの機能を利用した製品開発
Development of New Product using Biological Function of Sericin

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辻本和久(セーレン(株) 研究開発センター 主任)
佐々木真宏(セーレン(株) 研究開発センター 主任)

 セリシンは保湿性や生体親和性に優れた素材として,繊維製品・化粧品などへの利用が拡大している。また,近年の研究により,セリシンが細胞増殖促進効果や酵素安定化効果を有することが明らかにされた。現在,セリシンを利用した細胞培養用試薬や酵素安定化剤が製品化されており,医療関連分野におけるセリシンの新たな用途展開が期待されている。

【目次】
1. はじめに
2. スキンケア分野
2.1 繊維製品
2.2 化粧品
3. 機能性食品素材
4. 医療関連分野
4.1 酵素安定化剤
4.2 細胞増殖促進剤
4.3 凍結保護剤
5. おわりに


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新しいシルクタンパク素材としてのホーネットシルク利用
Development of New Silk Material from Hornet Cocoon

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亀田恒((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット 主任研究員)

 ホーネットシルクは,スズメバチ類の幼虫が,カイコと同様に,蛹になる前にタンパク質から成る糸を吐いて作る繭のことである。これまで,ホーネットシルクを天然素材として利用しようとする取り組みはなかった。筆者らは,スズメバチの巣からホーネットシルクを抽出・精製し,素材として使える形に加工する方法を見出した。さらに,ホーネットシルクの構造,機能および物性を解明して,ホーネットシルクが従来のシルクにない特性を有していることも明らかにした。

【目次】
1. はじめに
2. ホーネットシルクの分子構造
3. ホーネットシルクの抽出と成形加工法
4. ホーネットシルクの機能と利用法
5. ホーネットシルクの実用性


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BIO R&D

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ナタ・デ・ココを用いたUV対策化粧品の開発―バクテリアセルロースの3次元ナノファイバーの利用―
Development of UV-Care Cosmetic using Nata de Coco

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村山真紀(立教大学 理学部 CBLS)
田渕眞理(立教大学 理学部 化学科/極限生命情報研究センター 准教授)

 近年,オゾン層の破壊により太陽紫外線量が増大し,肌への影響に対する懸念が高まってきている。UV対策の化粧品は老若男女乳児に至るまで必須となってきた。しかし一方では,アレルギー疾患などに悩む人も少なくなく,より肌に優しいUV対策化粧品への関心が高まってきている。そこで,筆者の行っている,食品の素材でもあるナタ・デ・ココを用いたUV対策化粧品の開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. バクテリアセルロースとは
3. 太陽紫外線
4. UV対策化粧品の現状と問題点
5. ナノテク化粧品の現状と問題点
6. ナタ・デ・ココUV対策化粧品
6.1 紫外線防御効果
6.2 安全性,アレルギー評価
6.3 その他の特性
7. 今後の課題


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頬の毛穴を目立たなくする成分の開発
Improvement of Appearance of Conspicuous Facial Pores

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飯田年以((株)資生堂 ライフサイエンス研究センター 薬剤開発研究所 主任研究員)
金子摩紀((株)資生堂 ライフサイエンス研究センター 薬剤開発研究所 研究員)
猪股慎二((株)資生堂 ライフサイエンス研究センター 薬剤開発研究所 所長)

 頬の毛穴の目立ちは,女性の大きな肌悩みの一つである。目立つ毛穴はその周囲がすり鉢状に凹んでいること,さらにその形状の発達に皮脂中の不飽和脂肪酸が深く関わっていることを明らかにした。さらに,不飽和脂肪酸の表皮細胞への作用機序の解明を進め,毛穴目立ち抑制成分「アクアインプール」と,目立つ毛穴そのものを小さくする成分「グリシルグリシン」の開発に成功した。本稿ではその内容を概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 目立つ毛穴の構造と皮膚生理
2.1 なぜ頬の毛穴が目立つのか?
2.2 目立つ毛穴構造の要因は?
3. 不飽和脂肪酸の影響を除く成分の開発
3.1 不飽和脂肪酸のヒト皮膚への悪影響
3.2 悪影響を除く成分の開発
4. 表皮角化細胞への不飽和脂肪酸の影響
5. 目立つ毛穴を小さくする成分「グリシルグリシン」の開発
5.1 目立つ毛穴を小さくする成分の探索
5.2 ヒト試験での効果検証
6. おわりに


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高熱伝導性バイオプラスチックの開発―ポリ乳酸中での炭素繊維の架橋化でステンレス以上の熱伝導性実現―
Development of Heat-conductive Bioplastic―Performing Higher Heat Conductivity than Stainless Steel by Cross-linking Carbon Fibers in Resin―

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位地正年(日本電気(株) ナノエレクトロニクス研究所 主席研究員)
中村彰信(日本電気(株) ナノエレクトロニクス研究所 主任)

 小型・薄型電子機器で課題となりつつある機器からの放熱対策に寄与するため,高熱伝導性のポリ乳酸複合材を開発した。環境調和性の高いバイオプラスチックのポリ乳酸を母材として用い,独自な植物原料の結合剤によって炭素繊維を樹脂中で架橋化させたことで,軽量性を保持したままステンレスを上回る高度な伝熱特性を実現した。

【目次】
1. はじめに
2. ポリ乳酸中での炭素繊維の架橋化と熱伝導性
3. 今後の展望
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