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巻頭言

科学研究と社会  /  杉山 達夫

Page. 655 - 655 (published date : 2013年10月1日)

冒頭文

リファレンス

「生きる」，「食べる」，「暮らす」の向上は科学技術が抱える今世紀の大きな社会的課題である．20世紀には，物理学や化学を柱に科学技術革新が進み，自動車，エレクトロニクス，化学製品などの産業が発展し，生活は大きな利便に浴した．反面，その規模が拡大するにつれて，環境の破壊が加速・深化し，生き物も適応への時間的余裕を欠き始めている．この人類活動の帰結とも言うべき状況の理解が深まり，人々のタックスペイヤーとしての意識は高まってきた．こうした状況への社会的関心が増すにつれ，生命科学を基盤にしたバイオテクノロジーへの期待が高まり，研究者の意気込みも高揚している．

 

今日の話題

真菌選択的ミトコンドリア阻害薬 - T-2307 -  /  野村 伸彦, 満山 順一

Page. 656 - 658 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

「カビ」や「酵母」と呼ばれる微生物である真菌は自然界に広く存在し，チーズや酒などの醗酵食品の生産や，ペニシリンをはじめとして，その二次代謝産物が医薬品にも利用されている．真菌の大多数は人間に対して無害であるが，ある種の真菌は人間に感染し真菌症を発症させることが知られている．真菌症については，その感染部位により表在性真菌症と深在性真菌症に分けられる．前者は主に皮膚，粘膜または爪などに感染し，主要なものとしては，「水虫」などが知られている．後者については，抗がん剤による治療，エイズなどで免疫力の低下した宿主の血液ならびに肺，肝臓，腎臓，脳など，体の深部に真菌が侵入し感染を起こす疾患であり，多くの場合，重篤で急速に症状が悪化する．

1. 1) J. Mitsuyama et al. : Antimicrob. Agents Chemother., 52, 1318 (2008).
2. 2) E. Yamada et al. : Antimicrob. Agents Chemother., 54, 3630 (2010).
3. 3) A. Kimura et al. : Antimicrob. Agents Chemother., 56, 2191 (2012).
4. 4) T. Shibata et al. : Antimicrob. Agents Chemother., 56, 5892 (2012).
5. 5) H. Nishikawa et al. : J. Antimicrob. Chemother., 65, 1681 (2010).

抗原特異的B細胞の分離・培養法の新展開  /  高橋 宜聖, 安達 悠

Page. 659 - 661 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

B細胞は試験管内での培養が困難な細胞であり，通常の方法では数日間の培養でほぼ100%死滅する．しかし，1975年の細胞融合によるB細胞不死化技術（ハイブリドーマ法）の開発によってB細胞をクローン化することが可能となり，今日まで無数のモノクローナル抗体が作製されてきた．言うまでもなく，モノクローナル抗体は生命科学研究において必要不可欠な検出用ツールとして活用されるばかりでなく，近年ではヒト疾患の治療を目的とした抗体医薬へと応用され，大きな成果を上げている．従来の細胞融合による抗体作製法は，1） 免疫による抗原結合性B細胞の誘導，2） 細胞融合によるハイブリドーマの作製，3） 目的の抗体を産生するハイブリドーマのスクリーニング，という3つのステップから構成される．そのため，免疫に数カ月の期間を要すること，低頻度でしか存在しない目的のハイブリドーマをスクリーニングするために労力を要すること，さらにヒトB細胞の場合，マウスB細胞のように安定したハイブリドーマ作製技術が未確立なことなどが大きな課題であった．よって，少ない出発材料から迅速かつ効率的に目的のモノクローナル抗体作製を可能とする新技術の開発が長年望まれてきた経緯がある．本稿では，ヒト・マウスB細胞の新しい分離・培養技術と，B細胞1個から可能となる抗体タンパク質作製技術を組み合わせ，迅速性と高い効率を兼ね備えたモノクローナル抗体作製法の最近の流れを紹介したい．

1. 1) J. F. Scheid, H. Mouquet, N. Feldhahn, M. S. Seaman, K. Velinzon, J. Pietzsch, R. G. Ott, R. M. Anthony, H. Zebroski, A. Hurley et al. : Nature, 458, 636 (2009).
2. 2) T. Onodera, Y. Takahashi, Y. Yokoi, M. Ato, Y. Kodama, S. Hachimura, T. Kurosaki & K. Kobayashi : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 2485 (2012).
3. 3) T. G. Phan, D. Paus, T. D. Chan, M. L. Turner, S. L. Nutt, A. Basten & R. Brink : J. Exp. Med., 203, 2419 (2006).
4. 4) F. Klein, A. Halper-Stromberg, J. A. Horwitz, H. Gruell, J. F. Scheid, S. Boumazos, H. Mouquet, L. A. Spatz, R. Diskin, A. Abadir et al. : Nature, 492, 118 (2012).
5. 5) M. J. Kwakkenbos, S. A. Diehl, E. Yasuda, A. Q. Bakker, C. M. van Geelen, M. V. Lukens, G. M. van Bleek, M. N. Widjojoatmodjo, W. M. Bogers, H. Mei et al. : Nat. Med., 16, 123 (2010).
6. 6) T. Nojima, K. Haniuda, T. Moutai, M. Matsudaira, S. Mizokawa, I. Shiratori, T. Azuma & D. Kitamura : Nat. Commun., 2, 465 (2011).
7. 7) J. Wrammert, K. Smith, J. Miller, W. A. Langley, K. Kokko, C. Larsen, N. Y. Zheng, I. Mays, L. Garman, C. Helms et al. : Nature, 453, 667 (2008).
8. 8) Y. Takahashi, A. Inamine, S. Hashimoto, S. Haraguchi, E. Yoshioka, N. Kojima, R. Abe & T. Takemori : Immunity, 23, 127 (2005).

植物の生命活動に必須なポリアミンの輸送体を発見  /  井内 聖

Page. 662 - 664 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

「ポリアミンは重要な生体物質である」と考えられているが，ポリアミンが重要であると科学的に結論づけるまでには，多くの「？」を解き明かす必要がある．これまでずっと謎であった「植物の生命活動に必須なポリアミン輸送体が発見された」と報告がされ，一つの「？」の答えが提示されたと感じたので本稿を執筆している．

1. 1) M. Fujita, Y. Fujita, S. Iuchi, K. Yamada, Y. Kobayashi, K. Urano, M. Kobayashi, K. Yamaguchi-Shinozaki & K. Shinozaki : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 6343 (2012).
2. 2) K. Igarashi : Yakugaku Zasshi, 126, 455 (2006).
3. 3) T. Uemura & E.W. Gerner : Methods in Molecular Biology, 720, 339 (2011).
4. 4) J. J. Hart, J. M. Ditomaso, D. L. Linscott & L. V. Kochian : Plant Physiol., 99, 1400 (1992).
5. 5) V. Mulangi, M. C. Chibucos, V. Phuntumart & P. F. Morris : Planta, 236, 1261 (2012).

脳の層構造を作る分子  /  新谷 隆史, 野田 昌晴

Page. 665 - 666 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

脳では莫大な数の神経細胞がシナプスを介した神経結合によって複雑かつ精緻な神経回路網を形成している．神経細胞は脳の中で無秩序に分布していているのではなく，機能的に関係する神経細胞が集合し，層構造や神経核を形成することによって，情報伝達や情報処理の効率を上げている（1）．たとえば，哺乳類の大脳皮質では，異なる形態と機能をもつ神経細胞が6層の層構造を形成している．小脳は同様に3層の構造からなる．また，視床下部の弓状核は，機能的に相関する2種類の神経細胞から形成されている．

1. 1) P. Rakic : Brain Res. Rev., 55, 204 (2007).
2. 2) R. Ayala et al. : Cell, 128, 29 (2007).
3. 3) T. Shintani et al. : J. Neurosci., 32, 6468 (2012).
4. 4) P. T. Rowley : Ann. Rev. Med., 56, 539 (2005).
5. 5) T. Shintani et al. : J. Neurosci., 29, 11628 (2009).

光合成生物の仕組みとその光応答戦略  /  成川 礼

Page. 667 - 669 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

光合成と聞くと，光を浴びた緑葉が水分解に伴い酸素を発生し，二酸化炭素から炭水化物を合成する過程を想起するだろうが，光合成はもっと多様である．酸素を発生しない，緑色でない，あるいは，水を分解しない光合成生物も存在する．なかでも，最初にできた光合成は酸素を発生せず，硫化水素から硫黄を発生するような光合成であった．その後，2つの光化学系がつながり，水を分解し，酸素発生型光合成を行うシアノバクテリアが出現した．それまでは硫化水素などが発生する局所的環境でのみ生命が存在していたが，水分解に成功したことで，生命は海全体へと生育環境を広げた．また，分子状酸素が存在しない環境に適応していた当時の生命にとって，活性酸素種の発生要因となる酸素は毒性が高く，酸素発生型光合成の出現により，絶滅の危機にさらされた．そのような状況が，酸素を代謝する呼吸と真核生物の誕生を促したと言える．さらに，放出した酸素により形成されたオゾン層が紫外線を遮断することで，生命の陸上進出が可能となった．このように，光合成は環境や生命を劇的に変化させ，生命の生育領域を大幅に広げた．光合成生物はこのような劇的な環境変化を生き抜き，多様な環境に適応したため，それぞれの環境に対する応答戦略も多様化している．ここでは，光環境に焦点を絞り，光合成生物の光応答戦略について簡単に紹介する．

1. 1) C. Kami, S. Lorrain, P. Homitschek & C. Fankhauser : Curr. Top. Dev. Biol., 91, 29 (2010).
2. 2) T. Ishizuka & M. Ikeuchi : Photochem. Photobiol. Sci., 7, 1159 (2008).
3. 3) R. Narikawa, T. Ishizuka, N. Muraki, T. Shiba, G. Kurisu & M. Ikeuchi : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 110, 918 (2013).
4. 4) R. Narikawa, F. Suzuki, S. Yoshihara, S. Higashi, M. Watanabe & M. Ikeuchi : Plant Cell Physiol., 52, 2214 (2011).
5. 5) Y. Kawano, T. Saotome, Y. Ochiai, M. Katayama, R. Narikawa & M. Ikeuchi : Plant Cell Physiol., 52, 957 (2011).
6. 6) N. Ohnishi, S. I. Allakhverdiev, S. Takahashi, S. Higashi, M. Watanabe, Y. Nishiyama & N. Murata : Biochemistry, 44, 8494 (2005).

解説

細菌の発現制御機構をゲノムワイドに解析する  /  大島 拓, 石川 周

Page. 670 - 678 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

これまで，転写開始点や転写制御因子の結合部位を正確に決めるためには，個々の遺伝子ごとに，プライマー伸長法や DNase I フットプリントをしなければならなかった．ところが，次世代シーケンサーの登場で，それらの方法と同等の精度で，ゲノムワイドな解析ができるようになりつつある．これらの解析手法の登場で，細菌のゲノム解析は，どこまで分子メカニズムに迫れるだろう．最近，続々と発表された1～数塩基レベルの解像度をもつ網羅的解析手法について解説してみたい．

1. 1) P. Stothard & D. S. Wishart : Curr. Opin. Microbiol., 9, 505 (2006).
2. 2) N. C. Kyrpides : Nat. Biotech., 27, 627 (2009).
3. 3) B. K. Cho, K. Zengler, Y. Qiu, Y. S. Park, E. M. Knight, C. L. Barrett, Y. Gao & B. O. Palsson : Nat. Biotech., 27, 1043 (2009).
4. 4) Y. Qiu, B. K. Cho, Y. S. Park, D. Lovley, B. O. Palsson & K. Zengler : Genome Res., 20, 1304 (2010).
5. 5) R. Yamashita, N. P. Sathira, A. Kanai, K. Tanimoto, T. Arauchi, Y. Tanaka, S. Hashimoto, S. Sugano, K. Nakai & Y. Suzuki : Genome Res., 21, 775 (2011).
6. 6) Y. Suzuki, K. Yoshitomo-Nakagawa, K. Maruyama, A. Suyama & S. Sugano : Gene, 200, 149 (1997).
7. 7) D. Kim, J. S. Hong, Y. Qiu, H. Nagarajan, J. H. Seo, B. K. Cho, S. F. Tsai & B. O. Palsson : PLoS Genet., 8, e1002867 (2012).
8. 8) C. Kroger, S. C. Dillon, A. D. Cameron, K. Papenfort, S. K. Sivasankaran, K. Hokamp, Y. Chao, A. Sittka, M. Hebrard, K. Handler et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, E1277 (2012).
9. 9) C. M. Sharma, S. Hoffmann, F. Darfeuille, J. Reignier, S. Findeiss, A. Sittka, S. Chabas, K. Reiche, J. Hackermuller, R. Reinhardt et al. : Nature, 464, 250 (2010).
10. 10) M. Albrecht, C. M. Sharma, M. T. Dittrich, T. Muller, R. Reinhardt, J. Vogel & T. Rudel : Genome Biol., 12, R98 (2011).
11. 11) M. Albrecht, C. M. Sharma, R. Reinhardt, J. Vogel & T. Rudel : Nucleic Acids Res., 38, 868 (2010).
12. 12) J. Mitschke, A. Vioque, F. Haas, W. R. Hess & A. M. Muro-Pastor : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 20130 (2011).
13. 13) J. Mitschke, J. Georg, I. Scholz, C. M. Sharma, D. Dienst, J. Bantscheff, B. Voss, C. Steglich, A. Wilde, J. Vogel et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 2124 (2011).
14. 14) E. Deltcheva, K. Chylinski, C. M. Sharma, K. Gonzales, Y. Chao, Z. A. Pirzada, M. R. Eckert, J. Vogel & E. Charpentier : Nature, 471, 602 (2011).
15. 15) D. Jager, C. M. Sharma, J. Thomsen, C. Ehlers, J. Vogel & R. A. Schmitz : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 21878 (2009).
16. 16) L. Mamanova, R. M. Andrews, K. D. James, E. M. Sheridan, P. D. Ellis, C. F. Langford, T. W. Ost, J. E. Collins & D. J. Turner : Nat. Methods, 7, 130 (2010).
17. 17) Z. Weinberg, J. E. Barrick, Z. Yao, A. Roth, J. N. Kim, J. Gore, J. X. Wang, E. R. Lee, K. F. Block, N. Sudarsan et al. : Nucleic Acids Res., 35(14), 4809 (2007).
18. 18) E. P. Nawrocki, D. L. Kolbe & S. R. Eddy : Bioinformatics, 25, 1335 (2009).
19. 19) A. Sittka, S. Lucchini, K. Papenfort, C. M. Sharma, K. Rolle, T. T. Binnewies, J. C. Hinton & J. Vogel : PLoS Genet., 4, e1000163 (2008).
20. 20) C. Kahramanoglou, A. S. Seshasayee, A. I. Prieto, D. Ibberson, S. Schmidt, J. Zimmermann, V. Benes, G. M. Fraser & N. M. Luscombe : Nucleic Acids Res., 39, 2073 (2011).
21. 21) O. Chumsakul, K. Nakamura, T. Kurata, T. Sakamoto, J. L. Hobman, N. Ogasawara, T. Oshima & S. Ishikawa : DNA Res., in press.
22. 22) H. S. Rhee & B. F. Pugh : Cell, 147, 1408 (2011).
23. 23) H. S. Rhee & B. F. Pugh : Nature, 483(7389), 295 (2012).
24. 24) K. Yen, V. Vinayachandran, K. Batta, R. T. Koerber & B. F. Pugh : Cell, 149, 1461 (2012).

一酸化窒素還元酵素の結晶構造と呼吸酵素の分子進化  /  日野 智也, 松本 悠史, 當舍 武彦, 杉本 宏, 永野 真吾, 城 宜嗣

Page. 679 - 685 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

脱窒は，嫌気性微生物の呼吸の一種であり，硝酸イオンNO₃^-を順次還元し，最終的に窒素N₂に変換する生物プロセスである．その変換過程において中間体として生成される一酸化窒素NOは，ラジカル分子であり，タンパク質などの生体物質に損傷を与えるため，微生物は，NO生成後速やかに無毒化する一酸化窒素還元酵素NORを有している．この膜結合性NORの結晶構造が世界で初めて解かれた．これにより，微生物によるNO無毒化の反応機構を明らかにし，呼吸酵素の分子進化を解明できる手がかりが得られた．

1. 1) Y. Shiro & S. Nagano : “Handbook of Porphyrin Science,” K. M. Kadish, K. M. Smith, R. Guilard, Eds., Vol. 5, Chapter 25, World Scientific, 2010, pp. 123–163.
2. 2) M. A. Marletta : Cell, 78, 927 (1994).
3. 3) R. Makino, H. Matsuda, E. Obayashi, Y. Shiro, T. Iizuka & H. Hori : J. Biol. Chem., 274, 7714 (1999).
4. 4) S. V. Antonyuk, R, W. Strange, G. Sawers, R. R. Eady & S. S. Hasnain : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 12041 (2005).
5. 5) P. A. Williams, V. Fulop, E. F. Garman, N. F. W. Saunders, S. J. Ferguson & J. Hajdu : Nature, 389, 406 (1997).
6. 6) S.-Y. Park, H. Shimizu, S. Adachi, A. Nakagawa, I. Tanaka, K. Nakahara, H. Shoun, E. Obayashi, H. Nakamura, T. Iizuka & Y. Shiro : Nature Strl. Biol., 4, 827 (1997).
7. 7) T. Hino, Y. Matsumoto, S. Nagano, H. Sugimoto, Y. Fukumori, T. Murata, S. Iwata & Y. Shiro : Science, 330, 1666 (2010).
8. 8) Y. Matsumoto, T. Tosha, A. V. Pisliakov, T. Hino, H. Sugimoto, S. Nagano, Y. Sugita & Y. Shiro : Nat. Strl. Mol. Biol., 19, 238 (2012).
9. 9) S. Iwata, C. Ostermeier, B. Ludwig & H. Michel : Nature, 376, 660 (1995).
10. 10) T. Tsukihara, H. Aoyama, E. Yamashita, T. Tomizaki, H. Yamaguchi, H. Shinzawa-Itoh, R. Nakashima, R. Yaono & S. Yoshikawa : Science, 272, 1136 (1996).
11. 11) T. Soulimane, G. Buse, G. P. Bourenkov, H. D. Bartunik, R. Nuber & M. E. Than : EMBO J., 19, 1766 (2000).
12. 12) S. Buschmann, E. Warkentin, H. Xie, J. D. Langer, U. Elmler & H. Michel : Science, 329, 327 (2010).
13. 13) M. Saraste & J. Castresana : FEBS Lett., 341, 1 (1994).
14. 14) W. G. Zumft : J. Inorg. Biochem., 99, 194 (2005).
15. 15) H. Kumita, K. Matsuura, T. Hino, S. Takahashi, H. Hori, Y. Fukumori, I. Morishima & Y. Shiro : J. Biol. Chem., 279, 55247 (2004).
16. 16) T. Hino, S. Nagano, H. Sugimoto, T. Tosha & Y. Shiro : Biochim. Biophys. Acta–Bioenergetics, 1817, 680 (2012).
17. 17) Y. Shiro, H. Sugimoto, T. Tosha, S. Nagano & T. Hino : Philosophical Transactions B, The Royal Society, 367, 1195 (2012).
18. 18) Y. Shiro : Biochim. Biophys. Acta–Bioenergetics, 1817, 1907 (2012).
19. 19) M. R. Blomberg & P. E. Siegbahn : Biochemistry, 51, 5173 (2012).
20. 20) L. Qin, J. Liu, D. A. Mills, D. A. Proshlyakov, C. Hiser & S. Ferguson-Miller : Biochemistry, 48, 5121 (2009).
21. 21) U. Flock, N. J. Watmough & P. Adelroth : Biochemistry, 44, 10711 (2005).
22. 22) A. V. Pisliakov, T. Hino, Y. Shiro & Y. Sugita : POLS Comp. Biol., 8, e1002674 (2012).
23. 23) L. Salomonsson, J. Reimann, T. Tosha, N. Krause, N. Gonska, Y. Shiro & P. Adelroth : Biochim. Biophys. Acta, 1817, 1914 (2012).
24. 24) A. R. Ravishankara, J. S. Daniel & R .W. Portmann : Science, 326, 123 (2009).
25. 25) D. J. Wuebbles : Science, 326, 56 (2009).
26. 26) T. M. Stevanin, J. R. Laver, R. K. Poole, J. W. Moir & R. C. Read : Microbes Infect., 9, 981 (2007).

性行動の違いを生み出す分子機構  /  伊藤 弘樹, 山元 大輔

Page. 686 - 692 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

キイロショジョウバエのオスがメスに性行動を行う際，オスは一連の定型的な行動様式を示しながらメスに求愛する．このオスの性行動は遺伝的にあらかじめプログラムされており，この性行動を制御する脳内の神経回路には性差が見られる．この回路の主要部分はfruitless と呼ばれる遺伝子の働きによって蛹の脳の中で作り上げられるが，その具体的なメカニズムは一切不明であった．ここではFruitlessタンパク質およびFruitlessタンパク質と複合体を形成するクロマチン制御因子が，オスの性行動制御神経回路を作り上げるメカニズムについて紹介する．

1. 1) R. B. Simerly : Annu. Rev. Neurosci., 25, 507 (2002).
2. 2) J.-M. Jallon : Behav. Genet., 14, 441 (1984).
3. 3) R. Thistle, P. Cameron, A. Ghorayshi, L. Dennison & K. Scott : Cell, 149, 1140 (2012).
4. 4) M. Koganezawa, D. Haba, T. Matsuo & D. Yamamoto : Curr. Biol., 20, 1 (2010).
5. 5) A. Kurtovic, A. Widmer & B. J. Dickson : Nature, 446, 542 (2007).
6. 6) H. Ito, K. Fujitani, K. Usui, K. Shimizu-Nishikawa, S. Tanaka & D. Yamamoto : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 9687 (1996).
7. 7) L. C. Ryner, S. F. Goodwin, D. H. Castrillon, A. Anand, A. Villella, B. S. Baker, J. C. Hall, B. J. Taylor & S. A. Wasserman : Cell, 87, 1079 (1996).
8. 8) K. Usui-Aoki, H. Ito, K. Ui-Tei, K. Takahashi, T. Lukacsovich, W. Awano, H. Nakata, Z. F. Piao, E. E. Nilsson, J. Tomida & D. Yamamoto : Nat. Cell Biol., 2, 500 (2000).
9. 9) E. Demir & B. J. Dickson : Cell, 121, 785 (2005).
10. 10) K. Kimura, T. Hachiya, M. Koganezawa, T. Tazawa & D. Yamamoto : Neuron, 59, 759 (2008).
11. 11) S. Cachero, A. D. Ostrovsky, J. Y. Yu, B. J. Dickson & G. S. X. E. Jefferis : Curr. Biol., 20, 1589 (2010).
12. 12) J. Y. Yu, M. I. Kanai, E. Demir, G. S. X. E. Jefferis & B. J. Dickson : Curr. Biol., 20, 1602 (2010).
13. 13) K. Kimura, M. Ote, T. Tazawa & D. Yamamoto : Nature, 438, 229 (2005).
14. 14) K. Kimura : Dev. Growth Differ., 53, 236 (2011).
15. 15) S. Kohatsu, M. Koganezawa & D. Yamamoto : Neuron, 69, 498 (2011).
16. 16) R. Beckstead, J. A. Ortiz, C. Sanchez, S. N. Prokopenko, P. Chambon, R. Losson & H. J. Bellen : Mol. Cell, 7, 753 (2001).
17. 17) A. L. Nielsen, J. A. Ortiz, J. You, M. Oulad-Abdelghani, R. Khechumian, A. Gansmuller, P. Chambon & R. Losson : EMBO J., 18, 6385 (1999).
18. 18) H. Ito, K. Sato, M. Koganezawa, M. Ote, K. Matsumoto, C. Hama & D. Yamamoto : Cell, 149, 1327 (2012).
19. 19) T. Lee & L. Luo : Neuron, 22, 451 (1999).
20. 20) D. J. Mellert, J. M. Knapp, D. S. Manoli, G. W. Meissner & B. S. Baker : Development, 137, 323 (2010).
21. 21) H. Ito, K. Sato & D. Yamamoto : Fly, 7, 87 (2013).
22. 22) M. Schubiger, S. Tomita, C. Sung, S. Robinow & J. W. Truman : Mech. Dev., 120, 909 (2003).

昆虫ウイルスを利用した害虫防除資材の現状と展望  /  仲井 まどか

Page. 693 - 701 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

昆虫に感染するウイルスが，害虫防除資材として使用されている．このような防除資材は，ウイルス資材 (Viral agent) あるいはウイルス殺虫剤 (Viral pesticide) と呼ばれている．ウイルス資材は，化学合成農薬と全く異なる作用機作をもち，世界各地で使用されている．本解説では，昆虫ウイルスがどのような生物学的特徴をもつのか，どのような特性が害虫防除資材として適しているのか，実際の具体例を示すとともに今後の展望について解説する．

1. 1) P. D. Friesen & L. K. Miller : “Fields Virology,” Lippincott Williams and Wilkins, 2001, p. 599.
2. 2) 仲井まどか，大野和朗，田中利治：“バイオロジカル・コントロール”，朝倉書店，2009, p. 168.
3. 3) D. P. A. Cohen, M. Marek, B. G. Davies, J. M. Vlak & M. M. van Oers : Virologica Sinica, 24, 359 (2009).
4. 4) M. Erlandson : “Encyclopedia of Virlogy,” Vol. 3, 2008, p. 125.
5. 5) J. P. Burand, M. Nakai & I. Smith : “Insect Pathogens,” CABI, 2009, p. 195.
6. 6) F. Moscardi : “Biological Control : A Global Perspective,” CABI, 2007, p. 344.
7. 7) G. Lazarovits & M. Andermatt : “Biological Control : A Global Perspective,” CABI, 2007, p. 336.
8. 8) S. Asser-Kaiser, E. Fritsch, K. Undorf-Spahn, J. Kienzle, K. E. Eberle, N. A. Gund, A. Reineke, C. P. W. Zebitz, D. G. Heckel, J. Huber & J. A. Jehle : Science, 317, 5846 (2007).
9. 9) H. E. Eberle, S. Asser-Kaiser, S. M. Sayed, H. T. Nguyen & J. A. Jehle : J. Invertebr. Pathol., 98, 293 (2008).
10. 10) K. Undorf-Spahn, E. Fritsch, J. Huber, J. Kienzle, C. P. W. Zebitz & J. A. Jehle : J. Invertebr. Pathol., 111, 136 (2012).
11. 11) J. Takatsuka, S. Okuno, M. Nakai & Y. Kunimi : Biol. Contr., 26, 32 (2003).
12. 12) 仲井まどか：植物防疫，53, 148 (1999).
13. 13) F. E. Vega & H. K. Kaya : “Insect Pathology,” Elsevier, 2012, p. 490.
14. 14) Anonymous : “The 2010 Worldwide Biopesticides Market Summary,” Vol. 1, CPL Business Consultants, 2010. P. 40.
15. 15) F. Monteiro, N. Carinhas, M. J. T. Carrondo, V. Bernal & P. M. Alves : Front. Microbiol., 3, 391 (2012).

セミナー室

In Vitro 反応実験の新展開  /  中村 保典

Page. 702 - 709 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

澱粉生合成の基本メカニズムに関する私たちの理解は過去20年間に世界各地で展開された基礎研究の膨大なデータによって大幅に進んだ．25を超える多数の酵素のうち何がキー酵素で，アイソザイム間でどのように機能分化しているのか，またそれらの機能を改変したとき，どのように澱粉の構造や物性が変化するのか，などの概要が明らかになってきた．しかし本連載の最初で述べたように，研究現状は生合成過程の全容解明という段階には遠く及ばない．アミロペクチン分子構造の完全解明と in vitro 合成，澱粉合成の初期過程の解明，澱粉分子が充填され植物種ごとに独特の形状をもつ澱粉粒が形成される過程の解明等々，まだ手がかりさえつかめていない課題は山のようにある．目的を定めて着々と基礎データを積み上げるほかはない．

1. 1) 中村保典：化学と生物，44, 155 (2006).
2. 2) J. S. Jeon, N. Ryoo, T. R. Hahn, H. Walia & Y. Nakamura : Plant Physiol. Biochem., 48, 383 (2010).
3. 3) 中村保典：応用糖質科学，2, 23 (2012).
4. 4) Y. Nakamura : Plant Cell Physiol., 43, 718 (2002).
5. 5) N. Fujita & Y. Nakamura : “Essential Reviews in Experimental Biology, Vol. 5, Starch : Origin, Structure and Metabolism,” ed. by I. J. Tetlow, Society for Experimental Biology, 2012, p. 115.
6. 6) 藤田直子：化学と生物，51, 400 (2013).
7. 7) A. Nishi, Y. Nakamura, N. Tanaka & H. Satoh : Plant Physiol., 127, 459 (2001).
8. 8) H. Satoh, A. Nishi, K. Yamashita, Y. Takemoto, N. Tanaka, Y. Hosaka, A. Sakurai, N. Fujita & Y. Nakamura : Plant Physiol., 133, 1111 (2003).
9. 9) Y. Nakamura, T. Sawada, T. Ohdan, S. Aihara & N. Fujita : J. Appl. Glycosci., 58, 119 (2011).
10. 10) Y. Nakamura, Y. Utsumi, T. Sawada, S. Aihara, C. Utsumi, M. Yoshida & S. Kitamura : Plant Cell Physiol., 51, 776 (2010).
11. 11) Y. Nakamura, P. B. Francisco, Jr., Y. Hosaka, A. Sato, T. Sawada, A. Kubo & N. Fujita : Plant Mol. Biol., 58, 213 (2005).
12. 12) N. Fujita, M. Yoshida, N. Asakura, T. Ohdan, A. Miyao, H. Hirochika & Y. Nakamura : Plant Physiol., 140, 1070 (2006).
13. 13) N. Fujita, M. Yoshida, T. Kondo, K. Saito, Y. Utsumi, T. Tokunaga, A. Nishi, H. Satoh, J. Park, J. Jane, A. Miyao, H. Hirochika & Y. Nakamura : Plant Physiol., 144, 2009 (2007).
14. 14) H. Satoh, K. Shibahara, T. Tokunaga, A. Nishi, M. Tasaki, T.W. Okita, N. Kaneko, N. Fujita, M. Yoshida, Y. Hosaka, A. Sato, Y. Utsumi, T. Ohdan & Y. Nakamura : Plant Cell, 20, 1833 (2008).
15. 15) Y. Nakamura, M. Ono, C. Utsumi & M. Steup : Plant Cell Physiol., 53, 869 (2012).
16. 16) C. D’Hulst & A. Merida : “Essential Reviews in Experimental Biology, Vol. 5, Starch : Origin, Structure and Metabolism,” ed. by I. J. Tetlow, Society for Experimental Biology, 2012, p. 55.
17. 17) K. Asaoka, K. Okuno & H. Fuwa : Agric. Biol. Chem., 49, 373 (1985).
18. 18) T. Umemoto, Y. Nakamura, H. Satoh & K. Terashima : Starch, 51, 58 (1999).
19. 19) H. Yamakawa, T. Hirose, M. Kuroda & T. Yamaguchi : Plant Physiol., 144, 258 (2007).
20. 20) 奥田将生，橋爪克己，沼田美子代，上用みどり，後藤奈美，三上重明：日本醸造学会誌，104, 699 (2009).
21. 21) K. Tsutsui, K. Kaneko, I. Hanashiro, K. Nishinari & T. Mitsui : J. Appl. Glycosci., 60, 61 (2013).
22. 22) T. Ohdan, T. Sawada & Y. Nakamura : J. Appl. Glycosci., 58, 19 (2011).
23. 23) 高橋　仁，佐藤智美，高橋　徹，澤田隆行，藤田直子，田口隆信，中村保典：日本醸造協会誌，in press.
24. 24) M. K. Morell, M. S. Samuel & M. G. O’Shea : Electrophoresis, 19, 2603 (1998).
25. 25) T. Usui, M. Ogata, T. Murata, K. Ichikawa, Y. Sakano & Y. Nakamura : J. Carbohydr. Chem., 28, 421 (2009).
26. 26) M. J. Emes & I. J. Tetlow : “Essential Reviews in Experimental Biology, Vol. 5, Starch : Origin, Structure and Metabolism,” ed. by I. J. Tetlow, Society for Experimental Biology, 2012, p. 254.
27. 27) F. Liu, Z. Ahmed, E. A. Lee, E. Donner, Q. Liu, R. Ahmed, M. K. Morell, M. J. Emes & I. J. Tetlow : J. Exp. Bot., 63, 1167 (2012).

植物の高CO₂ 応答における遺伝子発現変化  /  深山 浩

Page. 710 - 716 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

大気CO2 濃度は現在400 ppmに達しようとしており，今世紀末には700～1,000 ppmまで増加すると予測されている．この大気CO2 濃度の上昇は地球温暖化の主要因と考えられていることから，われわれ人類にとって大きな社会問題となっている．また，アジア，アフリカを中心とした人口増加を考えると，将来的な高CO2 環境で作物の収量を増大させることは植物研究者の最重要課題である．これらのことから，大気CO2 濃度の増加が植物に及ぼす生理生化学的な効果について，グロースチャンバー，オープントップチャンバー，FACE（free air CO2 enrichment:開放系大気CO2 増加）システムなどさまざまな装置を用いて盛んに研究されてきた．そして近年では遺伝子発現変化，特にマイクロアレイを用いたトランスクリプトーム解析がモデル植物を中心に行われている．分子生物学的解析技術の目覚ましい発展により，未知の遺伝子の機能解明も進んでおり，ゲノム情報の量と質が向上することで，トランスクリプトーム解析の重要性は今後ますます高まると考えられる．また，トランスクリプトーム解析は生理学的に重要な新規の遺伝子を発見することにおいても有効である．本稿では，高CO2 環境下での植物の遺伝子発現変化に関する研究についてレビューするとともに，イネのトランスクリプトーム解析から見いだした，高CO2 条件で発現促進されるCCTタンパク質 CRCT （CO2 responsive CCT protein） について紹介する．

1. 1) A. D. B. Leakey, E. A. Ainsworth, S. M. Bernard, R. J. Cody Markelz, D. R. Ort, S. A. Placella, A. Rogers, M. D. Smith, E. A. Sudderth, D. J. Weston et al. : Glob. Chang. Biol., 15, 1201 (2009).
2. 2) H. Kanani, B. Dutta & M. I. Klapa : BMC Syst. Biol., 4, 177 (2010).
3. 3) S. Miyazaki, M. Fredricksen, K. C. Hollis, V. Poroyko, D. Shepley, D. W. Galbraith, S. P. Long & H. J. Bohnert : Field Crops Res., 90, 47 (2004).
4. 4) F. Kaplan, W. Zhao, J. T. Richards, R. M. Wheeler, C. L. Guy & L. H. Levine : PLoS One, 7, e43583 (2012).
5. 5) E. A. Ainsworth & S. P. Long : New Phytol., 165, 351 (2005).
6. 6) H. Fukayama, T. Fukuda, C. Masumoto, Y. Taniguchi, H. Sakai, W. Cheng, T. Hasegawa & M. Miyao : Plant Sci., 177, 203 (2009).
7. 7) H. Fukayama, M. Sugino, T. Fukuda, C. Masumoto, Y. Taniguchi, M. Okada, R. Sameshima, T. Hatanaka, S. Misoo, T. Hasegawa et al. : Field Crops Res., 121, 195 (2011).
8. 8) S. von Caemmerer & G. D. Farquhar : Planta, 153, 376 (1981).
9. 9) P. Li, A. Sioson, S. P. Mane, A. Ulanov, G. Grothaus, L. S. Heath, T. M. Murali, H. J. Bohnert & R. Grene : Plant Mol. Biol., 62, 593 (2006).
10. 10) P. Li, E. A. Ainsworth, A. D. B. Leakey, A. Ulanov, V. Lozovaya, D. R. Ort & H. J. Bohnert : Plant Cell Environ., 31, 1673 (2008).
11. 11) H. Bae & R. Sicher : Field Crops Res., 90, 61 (2004).
12. 12) A. D. B. Leakey, F. Xu, K. M. Gillespie, J. M. McGrath, E. A. Ainsworth & D. R. Ort : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 3597 (2009).
13. 13) M. J. Tallis, Y. Lin, A. Rogers, J. Zhang, N. R. Street, F. Miglietta, D. F. Karnosky, P. De Angelis, C. Calfapietra & G. Taylor : New Phytol., 186, 415 (2010).
14. 14) K. L. Griffin, O. R. Anderson, M. D. Gastrich, J. D. Lewis, G. Lin, W. Schuster, J. R. Seemann, D. T. Tissue, M. H. Turnbull & D. Whitehead : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2473 (2001).
15. 15) J. S. Amthor : Ann. Bot., 86, 1 (2000).
16. 16) B. G. Drake, J. Azcon-Bieto, J. Berry, J. Bunce, P. Dijkstra, J. Farrar, R. M. Gifford, M. A. Gonzalez-Meler, G. Koch, H. Lambers et al. : Plant Cell Environ., 22, 649 (1999).
17. 17) H. H. Kunz, R. E. Häusler, J. Fettke, K. Herbst, P. Niewiadomski, M. Gierth, K. Bell, M. Steup, U. I. Flügge & A. Schneider : Plant Biol., 12, 115 (2010).
18. 18) K. Athanasiou, B. C. Dyson, R. E. Webster & G. N. Johnson : Plant Physiol., 152, 366 (2010).
19. 19) B. D. Moore, S.-H. Cheng, D. Sims & J. R. Seemann : Plant Cell Environ., 22, 567 (1999).
20. 20) J.-J. Van Oosten, D. Wilkins & R. T. Besford : Plant Cell Environ., 17, 913 (1994).
21. 21) J. Price, A. Laxmi, S. K. St. Martin & J.-C. Jang : Plant Cell, 16, 2128 (2004).
22. 22) A. Matros, S. Amme, B. Kettig, G. H. Buck-Sorlin, U. Sonnewald & H. P. Mock : Plant Cell Environ., 29, 126 (2006).
23. 23) C. Solfanelli, A. Poggi, E. Loreti, A. Alpi & P. Perata : Plant Physiol., 140, 637 (2006).
24. 24) J. C. Lloyd & O. V. Zakhleniuk : J. Exp. Bot., 55, 1221 (2004).
25. 25) L. N. Sokolov, A. Déjardin & L. A. Kleczkowski : Biochem. J., 336, 681 (1998).
26. 26) E. Baena-González, F. Rolland, J. M. Thevelein & J. Sheen : Nature, 448, 938 (2007).
27. 27) Y. Zhang, L. F. Primavesi, D. Jhurreea, P. J. Andralojc, R. A. C. Mitchell, S. J. Powers, H. Schluepmann, T. Delatte, A. Wingler & M. J. Paul : Plant Physiol., 149, 1860 (2009).
28. 28) M. J. Paul, L. F. Primavesi, D. Jhurreea & Y. Zhang : Annu. Rev. Plant Biol., 59, 417 (2008).
29. 29) F. Rook, F. Corke, M. Baier, R. Holman, A. G. May & M. W. Bevan : Plant J., 46, 1045 (2006).
30. 30) T. Sato, S. Maekawa, S. Yasuda, Y. Sonoda, E. Katoh, T. Ichikawa, M. Nakazawa, M. Seki, K. Shinozaki, M. Matsui et al. : Plant J., 60, 852 (2009).
31. 31) Y.-M. Bi, Y. Zhang, T. Signorelli, R. Zhao, T. Zhu & S. Rothstein : Plant J., 44, 680 (2005).
32. 32) O. Oswald, T. Martin, P. J. Dominy & I. A. Graham : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2047 (2001).
33. 33) V. Rubio, F. Linhares, R. Solano, A. C. Martin, J. Iglesias, A. Leyva & J. Paz-Ares : Genes Dev., 15, 2122 (2012).
34. 34) S. Yanagisawa, A. Akiyama, H. Kisaka, H. Uchimiya & T. Miwa : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 7833 (2004).
35. 35) N. Teng, J. Wang, T. Chen, X. Wu, Y. Wang & J. Lin : New Phytol., 172, 92 (2006).
36. 36) F. Ludewig & U. Sonnewald : FEBS Lett., 479, 19 (2000).
37. 37) 森田隆太郎，杉野充保，畠中知子，三十尾修司，深山　浩：日本作物学会紀事，82 （別号1）， 186 (2013).
38. 38) T. Masaki, H. Tsukagoshi, N. Mitsui, T. Nishii, T. Hattori, A. Morikami & K. Nakamura : Plant J., 43, 142 (2005).
39. 39) B. Yu, Z. Lin, H. Li, X. Li, J. Li, Y. Wang, X. Zhang, Z. Zhu, W. Zhai, X. Wang et al. : Plant J., 52, 891 (2007).
40. 40) T. Yoshihara & M. Iino : Plant Cell Physiol., 48, 678 (2007).
41. 41) Z. Li, A. H. Paterson, S. R. M. Pinson & J. W. Stansel : Euphytica, 109, 79 (1999).
42. 42) M. Okamura, T. Hirose, Y. Hashida, T. Yamagishi, R. Ohsugi & N. Aoki : Func. Plant Biol., in press.
43. 43) C. Ishikawa, T. Hatanaka, S. Misoo, C. Miyake & H. Fukayama : Plant Physiol., 156, 1603 (2011).

農芸化学@HighSchool

キノコに含まれる微量金属元素について  /  菅原 遼

Page. 717 - 719 (published date : 2013年10月1日)

概要原稿

リファレンス

本研究は，日本農芸化学会2013年度大会（開催地：東北大学）の「ジュニア農芸化学会」で発表された．東日本大震災で東京電力福島第一原発事故が起こって以来，放射性物質が人体および農水産物に及ぼす影響が問題となっている．特にキノコの放射性物質の取り込みが問題視されている．本研究では，市販のキノコを材料にしてキノコに含まれる微量金属を調べるとともに，それらの菌糸生長への影響を調べることで，土壌に含まれる放射性セシウムなどのキノコに対する影響を推察している．