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月刊バイオインダストリー 2002年3月号

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【特集】 ナノバイオテクノロジーの展望

商品コード: I0203

  • 発行日: 2002年2月12日
  • 価格(税込): 4,860 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0910-6545
こちらの書籍については、お問い合わせください。

目次

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特集 ナノバイオテクノロジーの展望

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特集のはじめに

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松永是(東京農工大学 工学部 生命工学科 教授)

 ヒトゲノム解析は、未知の遺伝子・タンパク質の発見や、ゲノム医学・ゲノム創薬といった当初の目的に関連する分野に多大な情報を提供したばかりでなく、コンピューターの情報処理能力・分析機器の開発等を加速度的に進めた。これらは、様々な生物の全ゲノム・全タンパク質の網羅的アプローチを可能にし、生命現象についてより深く詳しい解析をもたらした。さらに、分子レベルの解析は分子自体の挙動を明らかにし、“ナノサイズの装置”としての展望が見えてきた。
 エレクトロニクス・メカトロニクスもマイクロレベルからナノレベルへと展開してきているが、これまでのところ、洗練された制御システムとしてはまだ生体分子がリードしているようである。ナノテクノロジーは物質構造の制御や加工、計測、合成など様々な技術分野にわたる。ナノレベルの材料開発においてこれらの技術分野とナノバイオの融合が望まれ、新規バイオマテリアルやナノスケールでの物質の観察、計測、分析等の分野での応用が当面期待されている。
 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2001年2月、三菱総合研究所に委託し、ナノテクノロジー関連企業の担当者にアンケート調査した。以下に日経産業新聞からの抜粋を示す。
 今後、新たに取り組みたい研究開発分野の第2位にナノスケールでの物質の観察、計測、分析が選ばれている。バイオ系では、その業種を反映して、3人に1人が「バイオテクノロジーとその境界領域に関するナノテク」を第一に挙げている。ナノテクでカギとなるのは分野横断的な研究開発である。アンケート調査では、「自分の担当分野にブレークスルーをもたらす他分野のナノテクがあるか」とたずねているが、「ある」とする回答は材料系で66%、エレクトロニクス系で63%、バイオ系で60%と過半数を占めている。「ナノテクの有望分野」は回答者によって随分違う。材料・エレクトロニクス系の多くの人は「物質構造の制御」をあげたのに対し、バイオ系では「バイオテクノロジーとその境界領域に関するナノテク」が最有望となった。有望分野が実用化される時期については「5〜10年以内」とする回答が材料・エレクトロニクス系で約半数、バイオ系で4割、環境系では約6割であった。「5年以内に実用化される」との見方も多く、材料・エレクトロニクス系で4割、バイオ系では6割に達した。逆に「15年以上」はほとんどなかった。企業の研究開発担当者の目は「すぐ先のナノテク」に向けられている。
 以上のようにバイオテクノロジーとナノテクノロジーの融合に熱い関心が寄せられている。
 一方、ナノテクノロジーがバイオテクノロジーの新たな地平を切り開く可能性は高い。ナノバイオテクノロジーは、ナノレベルの解析技術を用いて生命現象を解明し、さらにその成果を医薬品、計測、物質生産などへ応用する基礎生物学と先端科学技術の新たな融合分野である。今後のバイオ技術のナノテクノロジーへの応用を展望し、この分野で日本が世界に先駆けて新しいモノ作り技術を確立することを期待する。


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ナノテクノロジーを利用した新しいがん治療
Novel Cancer Therapy based on Nanotechnology

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西山伸宏(ユタ大学 薬学部 博士研究員)
片岡一則(東京大学大学院 工学系研究科 材料学専攻 教授)

 2001年1月に当時のクリントン米国大統領が発表した「国家ナノテクノロジー戦略」構想の中にも述べられているように、ナノテクノロジーはがん治療における革命的な技術として近年、脚光を浴びはじめた。本稿では、ナノテクノロジーを利用したがんの光線力学療法に関して、筆者らが行ってきた最新のアプローチについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 光線力学療法(PDT)
3. デンドリマー構造を有した光増感剤の開発
4. デンドリマー型光増感剤の細胞内局在とPDT
5. 高分子ミセル型DDS
6. 高分子ミセルによるデンドリマー型光増感剤のデリバリーシステムの開発
7. おわりに


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遺伝子診断とナノテクノロジー
Gene Diagnosis and Nanotechnology

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唐中嵐(九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門)
前田瑞夫(九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 教授)

 ヒトゲノム計画がいよいよ最終段階に入り、人々の興味は一塩基多型(SNPs)解析へと移った。この目的のために、ナノテクノロジーを駆使したさまざまな解析方法が開発されつつある。筆者らは、一本鎖DNAを担持したコロイド粒子の凝集・分散現象を利用することにより、SNPsを解析する方法を提案した。本稿では、DNAナノ粒子の構築ならびにこれを用いたDNA配列識別に関して、筆者らの試みを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 活躍が期待されるバイオ・ナノテク
3. DNAナノ粒子を用いるSNPs診断
3.1. 新規DNAナノ粒子の構築
3.2. DNAナノ粒子凝集の塩濃度依存性
3.3. DNAナノ粒子を用いる検出法の感度と応答時間
3.4. DNAナノ粒子凝集の温度依存性
4. おわりに


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ナノ材料/素子としての人工抗体酵素への期待
Perspectives of Artificial Catalytic Antibodies as Nano-materials/Devices

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宇田泰三(広島県立大学 生物資源学部 教授)

 バイオテクノロジーとナノテクノロジーを融合したバイオナノテクノロジーという視点から、高い抗原特異性を維持しながら、しかも、抗原を酵素的に分解できる能力を有する人工の抗体酵素が注目されている。そこで、分子工学、酵素工学、抗体工学的立場から人工抗体酵素の有用性、特徴、医薬品としての期待、さらにはバイオセンサー素子としての可能性などについて述べる。

【目次】
1. はじめに
2. バイオナノ材料としての抗体酵素
2.1. 自然免疫により取得される抗体酵素
2.2. 人工免疫で得られる抗体酵素
2.3. 触媒三つ組み残基を導入したペプチド酵素
2.4. コアファクターを用いることにより酵素作用を持たせた人工抗体酵素
2.4.1. L-zyme
2.4.2. 抗体工学的設計思想による酵素活性をもつペプチド
3. 「抗体酵素」と「抗体に天然酵素を結合した場合」との違い
4. バイオナノ材料/素子としての条件
4.1. 抗体酵素を使うターゲティング療法への展開
4.2. ナノ素子としての考え方および方向性
4.3. ナノ素子としての抗体酵素
5. 抗体酵素が持つべき性能
5.1. 酵素活性の向上策
5.2. その他の性能
6. おわりに


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バイオナノモーター実現の問題点
Nano Machine Flagellar Motor

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相沢慎一(帝京大学 理工学部 バイオサイエンス学科 助教授)

 バクテリアのべん毛モーターはナノマシーン実現の目標となっているが、そのメカニズムに関しては謎の部分が多い。それら問題点の中から特に緊急に解決しなければならないものを挙げると、(1)トルク発生の原理、(2)エネルギー供給、(3)摩擦、(4)免疫系との闘い、などである。個々の問題点を詳しく論じる。

【目次】
1. はじめに
2. べん毛モーターの問題点
2.1. トルク発生の原理
2.2. エネルギー供給
2.3. 摩擦
2.4. 免疫系との闘い
3. おわりに


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ナノヘルスケアチップ
Biological Analysis Chips Fabricated by Micro/Nano Fabrication Technologies

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一木隆範(東洋大学 工学部 電気電子工学科 助教授)

 半導体技術を応用してチップ上にマイクロ・ナノスケールの微小反応器, 流体素子, 検出器などを形成し, DNA, タンパク質などの生体分子や細胞を操作・計測する研究が注目されている。 マイクロ・ナノ微細加工によるバイオチップ技術は斬新なバイオ研究ツールを提供することができ, 将来, 医療や創薬分野への応用が期待される。 本稿では, 筆者らが開発したチップ技術を中核とする血球細胞の操作, 分析システムを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. バイオ分析チップの作製方法
3. マイクロキャピラリー電気泳動チップを用いた血球の免疫性タイピング
3.1. キャピラリー免疫細胞電気泳動
3.2. 羊赤血球のキャピラリーチップ内での電気泳動特性
3.3. 血球の免疫性の高速タイピング
4. オンチップセルソーター
5. おわりに


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ナノバイオテクノロジーの展望
Perspectives of Nano Biotechnology

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松永是(東京農工大学 工学部 生命工学科 教授)
岡村好子(東京農工大学 工学科 生命工学科 博士研究員)

 近年, 分子生物学の発展には目覚ましいものがある。全ゲノム・全タンパク質の網羅的アプローチによって ナノレベルでのバイオロジーへと進展しつつある。ナノバイオはナノレベルでの解析技術を用い,その成果を医薬品・計測・新素材などへ応用する基礎生物学と先端科学技術の新たな融合分野といえよう。本稿では,バイオミネラリゼーションの有機・無機複合体を利用したナノファブリケーションを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. バイオメネラリゼーションとナノファブリケーション
3. 鉄バイオミネラリゼーションのナノテクノロジーへの応用
4. おわりに


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連載 知的財産マネジメント研究会バイオ分科会報告

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―第5回―知的財産価格の高騰と日本の製薬企業
A Steep Rise in Intellectual Property Prices and the Japanese Pharmaceutical Companies

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澤田信明(J. P. モルガン・インベストメント・マネージメント・インク 投資調査部 ヴァイスプレジデント)

【目次】
1. はじめに 
2. 山之内製薬株の急落―利益の伸び悩みと研究開発負担能力の相対的低下が目立つ日本の製薬企業
3. 知的所有権から見た日本の医薬品企業―規模や収益性だけではない日本企業の問題点
4. 問題解決の方向性1―産学連携
5. 問題解決の方向性2―埋もれている知的所有権を活用するために(サテライトベンチャーの活用)
6. 問題解決の方向性3―戦略的知的所有権活用者の育成
7. おわりに


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BIO BUSINESS

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花卉ビジネスとバイオ技術導入の現状
Flower Business and its Biotechnology

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【目次】
1. 花卉ビジネスと取り巻く状況
2. バイオ技術導入の実際
3. 市場規模
4. 企業動向


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食品添加物・機能性食品の市場
Market of Food Additives and Functional Foods

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【目次】
1. 概要
2. 添加物の品目別需要動向
3. 健康食品・特定栄養食品などの動向
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