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巻頭言

"「化学と生物」文書館"を読んでいますか?  /  加藤 暢夫

Page. 1 - 1 (published date : 2011年1月1日)

冒頭文

リファレンス

最近 農芸化学会の会員の方にお目にかかる機会があると必ず「“文書館 を読んでいますか 」と聞くことにしている 比較的シニアと目される方は決まって「面白い企画ですね 毎号楽しみにしています」と言われる 企業の研究・開発に関わっている方も同様であるが 若い会員からは必ずしも明快な応えは返ってこない

 

今日の話題

自己免疫寛容を誘導する胸腺内シグナル制御機構  /  秋山 泰身, 新澤 未穂

Page. 2 - 4 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

「自己と非自己を識別する」 これは 精巧な免疫機構の根幹を表わす言葉ではないだろうか 現在 日本国民の多くは 花粉症などのアレルギーや関節リウマチなどの自己免疫疾患を含めた いわゆる難治性の免疫疾患に罹患しているといわれる これらの難治性免疫疾患は ヒトの体に備わる防御システムである免疫機構の異常が原因と考えられている 通常 免疫機構は細菌やウイルスなどの有害な外敵を排除するために働き 無害な物質や自身の組織に対しては反応しない仕組み 免疫寛容 になっている ところが 免疫寛容が異常になり 本来は反応しないはずの自己組織などに対して免疫応答が起きてしまうと 自己免疫疾患などの難治性免疫疾患の発症につながると考えられる

1. 1) M. H. Cheng et al. : Trends Immunol., 28, 321 (2007).
2. 2) M. S. Anderson et al. : Science, 298, 1395 (2002).
3. 3) K. A. Hogquist et al. : Nature Rev. Immunol., 5, 772 (2005).
4. 4) T. Akiyama et al. : Science, 308, 248 (2005).
5. 5) T. Akiyama et al. : Immunity, 29, 423 (2008).

ペプチドホルモンによる気孔密度の調節機構  /  嶋田 知生, 菅野 茂夫, 西村 いくこ

Page. 4 - 6 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

唇のような形をした一対の孔辺細胞とその間の孔からなる気孔は 葉の表面にあるガス交換のための通気口であり 大気中の二酸化炭素 CO2 の取り込みや植物体からの水分の蒸散などを行なう その英語名stoma 複数形はstomata はギリシャ語の┳5AC6口くち┳5AC7に由来する サイズは約 25 μm と非常に小さいが その役割は地球レベルである 陸上植物は1年間に18億トン 炭素換算 ものCO2を小さな気孔から取り込み 光合成により固定している

1. 1) F. I. Woodward : Nature, 327, 617 (1987).
2. 2) J. A. Nadeau : Curr. Opin. Plant Biol., 12, 29 (2009).
3. 3) S. S. Sugano, T. Shimada, Y. Imai, K. Okawa, A. Tamai, M. Mori & I. Hara-Nishimura : Nature, 463, 241 (2010).
4. 4) H. G. Augustin, G. Y. Koh, G. Thurston & K. Alitalo : Nature Rev. Mol. Cell Biol., 10, 165 (2009).
5. 5) Y. Tanaka, T. Shiraiwa, A. Nakajima, J. Sato & T. Nakazaki : Crop Sci., 48, 1925 (2008).

臓器老化モデルマウスを用いた抗老化食品の探索  /  清水 孝彦

Page. 6 - 8 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

何をどのように食べれば 健康に繋がるのか これは誰もが知りたい情報である 食品物質の効能の根拠ある科学的情報が容易に手に入れば安心して食品を摂取でき 健康増進に繋がると期待される 一方で 一般に普及している機能性食品やサプリメントの中には 科学的根拠が曖昧なまま効能や効果が過大に評価されて 販売されているものが少なくない そのため 効果が認められないのに摂取を続けている現状があり 科学的評価の困難さが 正しい情報を国民に普及・還元することを遅らせている要因の一つとなっている ここでは 食品物質を臓器老化モデルマウスに投与し 病態改善効果を指標にした研究成果の一部を紹介する

1. 1) D. Nakai, T. Shimizu, H. Nojiri, S. Uchiyama, H. Koike, M. Takahashi, K. Hirokawa & T. Shirasawa : Aging Cell, 3, 273 (2004).
2. 2) T. Baba, T. Shimizu, Y. Suzuki, M. Ogawara, K. Isono, H. Koseki, H. Kurosawa & T. Shirasawa : J. Biol. Chem., 280, 16417 (2005).
3. 3) T. Shimizu & T. Shirasawa : Yakugaku Zasshi, 130, 19 (2010).
4. 4) H. Nojiri et al. : J. Biol. Chem., 281, 33789 (2006).
5. 5) S. Kawakami et al. : Circ. J., 73, 2125 (2009).
6. 6) H. Kuwahara et al. : Free Radic. Biol. Med., 48, 1252 (2010).
7. 7) T. Shimizu, H. Nojiri, S. Kawakami, S. Uchiyama & T. Shirasawa : Geriatr. Gerontol. Int., 10, S70 (2010).
8. 8) S. Uchiyama, T. Shimizu & T. Shirasawa : J. Biol. Chem., 281, 31713 (2006).
9. 9) Y. Imamura, S. Noda, K. Hashizume, K. Shinoda, M. Yamaguchi, S. Uchiyama, T. Shimizu, Y. Mizushima, T. Shirasawa & K. Tsubota : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 11282 (2006).
10. 10) K. Murakami, J. Inagaki, M. Saito, Y. Ikeda, C. Tsuda, Y. Noda, S. Kawakami, T. Shirasawa & T. Shimizu : Biochem. Biophys. Res. Commun., 382, 457 (2009).

DNA複製をコントロールするクランプ複合体  /  清成 信一, 石野 良純

Page. 9 - 11 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

DNAポリメラーゼが鋳型鎖DNA上に添ってDNA合成を行なう場面を想像するとき 筆者はサーカスの綱渡りの情景を思い浮かべる ピンと張った一本の綱が鋳型鎖DNAであり うまくバランスをとりながら綱の上を決まった方向に向かって進む曲芸師がDNAポリメラーゼである もし曲芸師と綱が命綱で繋がれていれば 曲芸師は落下することを恐れずに より速く綱を渡りきることができるだろう 生体内ではDNAポリメラーゼの連続移動を補助する因子としてDNAスライディングクランプ クランプ分子 と呼ばれるタンパク質分子が存在する クランプ分子は環状構造をとり 中心の穴の半径はちょうど二本鎖DNAが入る大きさで 環状分子がDNA鎖の上を滑るように動く DNAポリメラーゼは自身のC末端領域に存在する特定のアミノ酸配列を介してクランプ分子と結合することによって鋳型鎖DNAからの脱落を防ぐと考えられている 綱渡りで言えば 綱にリング クランプ分子 が通してあり このリングと曲芸師 DNAポリメラーゼ が命綱で繋がれていることになる

1. 1) J. B. Vivona & Z. Kelman : FEBS Lett., 546, 167 (2003).
2. 2) H. Nishida, K. Mayanagi, S. Kiyonari, Y. Sato, T. Oyama, Y. Ishino & K. Morikawa : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 20693 (2009).
3. 3) S. Sakurai, K. Kitano, H. Yamaguchi, K. Hamada, K. Okada, K. Fukuda, M. Uchida, E. Ohtsuka, H. Morioka & T. Hakoshima : EMBO J., 24, 683 (2005).
4. 4) J. M. Pascal, P. J. O'Brien, A. E. Tomkinson & T. Ellenberger : Nature, 432, 473 (2004).
5. 5) K. Mayanagi, S. Kiyonari, M. Saito, T. Shirai, Y. Ishino & K. Morikawa : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 4647 (2009).
6. 6) G. L. Moldovan, B. Pfander & S. Jentsch : Cell, 129, 665 (2007).
7. 7) B. D. Freudenthal, L. Gakhar, S. Ramaswamy & M. T. Washington : Nature Struct. Mol. Biol., 17, 479 (2010).

インクレチン分泌を刺激する食品ペプチド，アミノ酸  /  比良 徹

Page. 11 - 13 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

消化管上皮に散在する消化管内分泌細胞 eneteroendocrine cells は 管腔内の栄養素を感知して消化管ホルモンを分泌することによって 消化管をはじめ種々の臓器にその情報を伝える役割を担っている すなわち 消化管内分泌細胞は 栄養素 糖質 脂質 タンパク質 という外因性のシグナルを内因性のシグナル 消化管ホルモン へと変換する機能を有していると言える ガストリン セクレチンをはじめとする消化管ホルモンは これまでに20種ほどが同定されており それぞれ異なる消化管内分泌細胞で産生 分泌される

1. 1) G. Tolhurst, F. Reimann & F. M. Gribble : J. Physiol., 587, 27 (2009).
2. 2) F. Reimann, L. Williams, G. da Silva Xavier, G.A. Rutter & F. M. Gribble : Diabetologia, 47, 1592 (2004).
3. 3) J. R. Greenfield, I. S. Farooqi, J. M. Keogh, E. Henning, A. M. Habib, A. Blackwood, F. Reimann, J. J. Holst & F. M. Gribble : Am. J. Clin. Nutr., 89, 106 (2009).
4. 4) T. Hira, T. Mochida, K. Miyashita & H. Hara : Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 297, G663 (2009).
5. 5) T. Mochida, T. Hira & H. Hara : Endocrinology, 151, 3095 (2010).

組換えイネでつくられたIL-10  /  藤原 義博

Page. 13 - 14 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

遺伝子組換え技術の発明により1980年にヒトインシュリンが大腸菌で生産されたことに始まって 今では微生物や動物細胞を用いて多くの組換えタンパク質が医薬品などとして生産されている ところが 大腸菌によるタンパク質生産システムはエンドトキシンの混入リスクがあること また動物細胞によるシステムではウイルス プリオンなど動物由来の病原体の混入リスクがあることなどに加えて 培養に莫大なコストがかかるという問題があった 近年 これらの問題を解決する新しいタンパク質生産系として 組換え植物によるタンパク質生産系が注目を集めてきている 1 筆者らは イネ種子胚乳にタンパク質を蓄積するベクター 2 3 を用いてヒトのサイトカインIL 10 インターロイキン10 を発現させ 抽出精製し 高活性でエンドトキシンを含まないIL 10を得ることに成功した 4 日本での組換え植物の商業利用としてはサントリーの青いバラに続き2例目になる

1. 1) D. Lienard, C. Sourrouille, V. Gomord & L. Faye : Biotechnol. Annu. Rev., 13, 115 (2007).
2. 2) F. Goto, T. Yoshihara, N. Shigemoto, S. Toki & F. Takaiwa : Nature Biotechnol., 17, 282 (1999).
3. 3) L. Yang, K. Suzuki, S. Hirose, Y. Wakasa & F. Takaiwa : Plant Biotechnol. J., 5, 815 (2007).
4. 4) Y. Fujiwara, Y. Aiki, L. Yang, F. Takaiwa, A. Kosaka, N. M. Tsuji, K. Shiraki & K. Sekikawa : Protein Expr. Purif., 72, 125 (2010).
5. 5) 森嶋紀子，千葉祐規乃，善本隆之：“実験医学増刊　サイトカインによる免疫制御と疾患”，羊土社，2010, p. 108.

解説

ラクトフェリンによる脂質代謝の制御  /  小野 知二, 村越 倫明

Page. 15 - 21 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

ラクトフェリンは乳由来の多機能性タンパク質である．最近，ラクトフェリン腸溶錠を用いたヒト臨床試験によって，内臓脂肪が有意に減少することが示された．ここでは，この新知見を中心に，従来から報告されているラクトフェリンと脂質代謝との関係について，細胞レベル，動物レベル，ヒトレベルに層別して概説するとともに，ラクトフェリン腸溶錠の内臓脂肪低減メカニズムについて考察を加える．

1. 1) B. F. Anderson, H. M. Baker, E. J. Dodson, G. E. Norris, S. V. Rumball, J. M. Waters & E. N. Baker : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 1769 (1987).
2. 2) R. Paesano, M. Pietropaoli, S. Gessani & P. Valenti : Biochimie, 91, 44 (2009).
3. 3) M. Tomita, W. Bellamy, M. Takase, K. Yamauchi, H. Wakabayashi & K. Kawase : J. Dairy Sci., 74, 4137 (1991).
4. 4) K. Tanaka, M. Ikeda, A. Nozaki, N. Kato, H. Tsuda, S. Saito & H. Sekihara : Jpn. J. Cancer Res., 90, 367 (1999).
5. 5) M. C. Harmsen, P. J. Swart, M. P. Béthune, R. Pauwels, E. D. Clercq, T. H. The & D. K. Meijer : J. Infect. Dis., 172, 380 (1995).
6. 6) M. Zimecki, A. Wlaszczyk, P. Cheneau, A. S. Brunel, J. Mazurier, G. Spik & A. Kübler : Arch. Immunol. Ther. Exp., 46, 231 (1998).
7. 7) H. Shoji, S. Oguchi, K. Shinohara, T. Shimizu & Y. Yamashiro : Pediatr. Res., 61, 89 (2007).
8. 8) K. Sekine et al. : Cancer Lett., 121, 211 (1997).
9. 9) T. Kozu, G. Iinuma, Y. Ohashi, Y. Saito, T. Akasu, D. Saito, D. B. Alexander, M. Iigo, T. Kakizoe & H. Tsuda : Cancer Prev. Res (Phila)., 11, 975 (2009).
10. 10) 柴崎顕一郎，山崎洋治：“歯周病と全身の健康を考える”，医歯薬出版，2004, p. 271.
11. 11) 鈴木苗穂ら：“ラクトフェリン2007”，日本医学館，2007, p. 68.
12. 12) S. Offenbacher et al. : J. Periodontol., 80, 190 (2009).
13. 13) W. J. Teeuw, V. E. Gerdes & B. G. Loos : Diabetes Care, 33, 421 (2010).
14. 14) P. Bullon, J. M. Morillo, M. C. Ramirez-Tortosa, J. L. Quiles, H. N. Newman & M. Battino : J. Dent. Res., 88, 503 (2009).
15. 15) 木川博光，鈴木苗穂，小野知二，関谷大輔，村越倫明，川上明子，尾川直樹，大寺基靖，氏家高志，飯郷正明：日本農芸化学会大会講演要旨集(2007年度大会)，2007, p. 260.
16. 16) M. Yagi, N. Suzuki, T. Takayama, M. Arisue, T. Kodama, Y. Yoda, H. Numasaki, K. Otsuka & K. Ito : J. Oral Sci., 50, 419 (2008).
17. 17) J. M. Moreno-Navarrete, F. J. Ortega, W. Ricart & J. M. Fernandez-Real : Int. J. Obes. (Lond), 33, 991 (2009).
18. 18) H. Wakabayashi, M. Takase & M. Tomita : Curr. Pharm. Des., 9, 1277 (2003).
19. 19) T. Ono, S. Morishita, C. Fujisaki, M. Ohdera, M. Murakoshi, N. Iida, H. Kato, K. Miyashita, M. Iigo, T. Yoshida, K. Sugiyama & H. Nishino : Br. J. Nutr., in press (2010).
20. 20) K. Shimizu, M. Sakai, M. Ando, H. Chiji, T. Kawada, H. Mineo & T. Taira : Cell Biol. Int., 30, 381 (2006).
21. 21) M. Huettinger, H. Retzek, M. Eder & H. Goldenberg : Clin. Biochem., 21, 87 (1988).
22. 22) T. Takeuchi, H. Shimizu, K. Ando & E. Harada : Br. J. Nutr., 91, 533 (2004).
23. 23) S. Tamano, K. Sekine, M. Takase, K. Yamauchi, M. Iigo & H. Tsuda : Asian Pac. J. Cancer Prev., 9, 313 (2008).
24. 24) S. M. Hofmann et al. : J. Clin. Invest., 117, 3271 (2007).
25. 25) G. J. Ziere, M. C. van Dijk, M. K. Bijsterbosch & T. J. van Berkel : J. Biol. Chem., 267, 11229 (1992).
26. 26) R. Fischer, H. Debbabi, A. Blais, M. Dubarry, M. Rautureau, P. N. Boyaka & D. Tome : Int. Immunopharmacol., 7, 1387 (2007).
27. 27) T. Takeuchi, H. Kitagawa & E. Harada : Exp. Physiol., 89, 263 (2004).
28. 28) S. Teraguchi, H. Wakabayashi, H. Kuwata, K. Yamauchi & Y. Tamura : Biometals, 17, 231 (2004).
29. 29) T. Ono, M. Murakoshi, N. Suzuki, N. Iida, M. Ohdera, M. Iigo, T. Yoshida, K. Sugiyama & H. Nishino : Br. J. Nutr., 104, 1688 (2010).
30. 30) J. M. Moreno-Navarrete, F. J. Ortega, J. Bassols, A. Castro, W. Ricart & J. M. Fernández-Real : Clin. Chem., 54, 301 (2008).
31. 31) J. M. Moreno-Navarrete, F. J. Ortega, J. Bassols, W. Ricart & J. M. Fernández-Real : Endocrinol. Metab., 94, 40366 (2009).
32. 32) A. González-Périz & J. Clària : Sci. World J., 10, 832 (2010).

水素イオンで動く細菌べん毛モーターの構造と機能  /  中村 修一, 南野 徹

Page. 22 - 31 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

大腸菌やサルモネラ菌などの細菌は，「べん毛」と呼ばれる繊維状の運動器官をスクリューのように高速回転させて水中を泳ぐことにより，栄養が豊富で生育に適した温度やpHの環境に集まることができる．べん毛繊維を回転させているのは，繊維の根元に細胞膜に埋まって存在する「べん毛モーター」と呼ばれる直径約45 nmの回転分子モーターである．べん毛モーターは，細胞膜を隔てて形成される水素イオン(プロトン)の電気化学的ポテンシャル差を1秒間に約300回転の高速回転に変換し，その回転方向は環境中の化学物質などに反応して瞬時に切り替わる．ここでは，プロトン駆動型細菌べん毛モーターの構造と回転機構について，最新の研究内容を含めて紹介する．

1. 1) H. C. Berg : Annu. Rev. Biochem., 72, 19 (2003).
2. 2) T. Minamino, K. Imada & K. Namba : Curr. Opin. Struct. Biol., 18, 693 (2008).
3. 3) Y. Sowa & R. M. Berry : Q. Rev. Biophys., 41, 103 (2008).
4. 4) J. J. Falke, R. B. Bass, S. L. Butler, S. A. Chervitz & A. Mark : Annu. Rev. Cell. Dev. Biol., 13, 457 (1997).
5. 5) M. K. Sarkar, K. Paul & D. F. Blair : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 9370 (2010).
6. 6) S. Kojima & D. F. Blair : Biochemistry, 43, 26 (2004).
7. 7) S. W. Reid, M. C. Leake, J. H. Chandler, C. J. Lo, J. P. Armitag & R. M. Berry : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 8066 (2006).
8. 8) S. Kojima, K. Imada, M. Sakuma, Y. Sudo, C. Kojima, T. Minamino, M. Homma & K. Namba : Mol. Microbiol., 73, 710 (2009).
9. 9) M. C. Leake, J. H. Chandler, G. H. Wadhams, F. Bai, R. M. Berry & J. P. Armitage : Nature, 443, 355 (2006).
10. 10) N. Hirota, M. Kitada & Y. Imae : FEBS Lett., 132, 278 (1981).
11. 11) Y. Asai, S. Kojima, H. Kato, N. Nishioka, I. Kawagishi & M. Homma : J. Bacteriol., 179, 5104 (1997).
12. 12) N. Terahara, T. A. Krulwich & M. Ito : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 14359 (2008).
13. 13) B. Stolz & H. C. Berg : J. Bacteriol., 173, 7033 (1991).
14. 14) Y. V. Morimoto, Y.-S. Che, T. Minamino & K. Namba : FEBS Lett., 584, 1268 (2010).
15. 15) E. R. Hosking, C. Vogt, E. P. Bakker & M. D. Manson : J. Mol. Biol., 364, 921 (2006).
16. 16) K. Muramoto & R. M. Macnab : Mol. Microbiol., 29, 1191 (1998).
17. 17) J. Zhou & D. F. Blair: J. Mol. Biol., 273, 428 (1997).
18. 18) J. Zhou, S. A. Lloyd & D. F. Blair : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 6436 (1998).
19. 19) T. Braun, S. Poulson, J. B. Gully, J. C. Empey, S. Van Way, A. Putnam & D. F. Blair: J. Bacteriol., 181, 3542 (1999).
20. 20) S. Kojima & D. F. Blair : Biochemistry, 40, 13041 (2001).
21. 21) R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinoshita Jr. & H. Itoh : Nature, 410, 898 (2001).
22. 22) M. Nishiyama, H. Higuchi, Y. Ishii, Y. Taniguchi & T. Yanagida : BioSystems, 71, 145 (2003).
23. 23) Y. Sowa, A. D. Rowe, M. C. Leake, T. Yakushi, M. Homma, A. Ishijima & R. M. Berry : Nature, 437, 916 (2005).
24. 24) S. Nakamura, N. Kami-ike, J. P. Yokota, T. Minamino & K. Namba : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 17616 (2010).
25. 25) L. K. Lee, M. A. Ginsburg, C. Crovace, M. Donohoe & D. Stock : Nature, 466, 996 (2010).
26. 26) M. Silverman & M. Simon : Nature, 249, 73 (1974).
27. 27) W. S. Ryu, R. M. Berry & H. C. Berg: Nature, 403, 444 (2000).
28. 28) H. C. Berg : Nature, 249, 77 (1974).
29. 29) J. Yuan & H. C. Berg : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 1182 (2008).
30. 30) X. Chen & H. C. Berg : Biophys. J., 78, 1036 (2000).
31. 31) X. Chen & H. C. Berg : Biophys. J., 78, 2280 (2000).
32. 32) C. V. Gabel & H. C. Berg : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 8748 (2003).
33. 33) T. Minamino, Y. Imae, F. Oosawa, Y. Kobayashi & K. Oosawa : J. Bacteriol., 185, 1190 (2003).
34. 34) S. Nakamura, N. Kami-ike, J. P. Yokota, S. Kudo, T. Minamino & K. Namba : J. Mol. Biol., 386, 300 (2009).
35. 35) S. Nakamura, Y. V. Morimoto, N. Kami-ike, T. Minamino & K. Namba : J. Mol. Biol., 393, 332 (2009).
36. 36) Y.-S. Che, S. Nakamura, S. Kojima, N. Kami-ike, K. Namba & T. Minamino : J. Bacteriol., 190, 6660 (2008).
37. 37) T. F. Braun, L. Q. Al-Mawasawi, S. Kojima & D. F. Blair : Biochemistry, 43, 35 (2004).
38. 38) E. A. Kim, M. Price-Carte, W. C. Carlquist & D. F. Blair : Biochemistry, 47, 11332 (2008).
39. 39) A. Boehm, M. Kaiser, H. Li, C. Spangler, C. A. Kasper, M. Ackermann, V. Kaever, V. Sourjik, V. Roth & U. Jenal : Cell, 141, 1 (2010).
40. 40) K. Paul, V. Nieto, W. C. Carlquist, D. F. Blair, & R. M. Harshey : Mol. Cell, 38, 1 (2010).

細胞増殖必須因子ポリアミンと代謝物アクロレインの生理作用と臨床応用  /  五十嵐 一衛, 柏木 敬子

Page. 32 - 39 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

ポリアミン(プトレスシン，スペルミジン，スペルミン)は細胞内に比較的多量(mMオーダー)に存在する細胞増殖必須因子である．主としてRNAと結合して存在するので，その作用は細胞増殖に関与する特定タンパク質の合成促進とリボソームの活性化による全体のタンパク質合成促進に基づいている．また，細胞障害が起こるとポリアミンはRNAから遊離し，活性酸素より強い毒性を示すアクロレイン(CH₂=CH-CHO)を産生する．このアクロレインは，これまでバイオマーカーの存在しなかった脳梗塞の感度の良いマーカーとなった．このポリアミンおよびアクロレインの研究の現状を紹介する．

1. 1) K. Igarashi & K. Kashiwagi : Int. J. Biochem. Cell Biol., 42, 39 (2010).
2. 2) S. Watanabe, K. Kusama-Eguchi, H. Kobayashi & K. Igarashi : J. Biol. Chem., 266, 20803 (1991).
3. 3) S. Miyamoto, K. Kashiwagi, K. Ito, S. Watanabe & K. Igarashi : Arch. Biochem. Biophys., 300, 63 (1993).
4. 4) K. Igarashi, K. Sugawara, I. Izumi, C. Nagayama & S. Hirose : Eur. J. Biochem., 49, 495 (1974).
5. 5) Y. Watanabe, K. Igarashi & S. Hirose : Biochim. Biophys. Acta, 656, 134 (1983).
6. 6) M. Yoshida, K. Kashiwagi, A. Shigemasa, S. Taniguchi, K. Yamamoto, H. Makinoshima, A. Ishihama & K. Igarashi : J. Biol. Chem., 279, 46008 (2004).
7. 7) Y. Terui, K. Higashi, Y. Tabei, H. Tomitori, K. Yamamoto, A. Ishihama, K. Igarashi & K. Kashiwagi : J. Bacteriol., 191, 5348 (2009).
8. 8) K. Igarashi, K. Kashiwagi, K. Kishida, T. Kakegawa & S. Hirose : Eur. J. Biochem., 114, 127 (1981).
9. 9) K. Higashi, Y. Terui, A. Suganami, Y. Tamura, K. Nishimura, K. Kashiwagi & K. Igarashi : J. Biol. Chem., 283, 32089 (2008).
10. 10) Y. Terui, Y. Tabei, M. Akiyama, K. Higashi, H. Tomitori, K. Yamamoto, A. Ishihama, K. Igarashi & K. Kashiwagi : J. Biol. Chem., 285, 28698 (2010).
11. 11) T. Uemura, K. Higashi, M. Takigawa, T. Toida, K. Kashiwagi & K. Igarashi : Int. J. Biochem. Cell Biol., 41, 2538 (2009).
12. 12) K. Nishimura, H. Okudaira, E. Ochiai, K. Higashi, M. Kaneko, I. Ishii, T. Nishimura, N. Dohmae, K. Kashiwagi & K. Igarashi : Int. J. Biochem. Cell Biol., 41, 2251 (2009).
13. 13) D. Meksuriyen, T. Fukuchi-Shimogori, H. Tomitori, K. Kashiwagi, T. Toida, T. Imanari, G. Kawai & K. Igarashi : J. Biol. Chem., 273, 30939 (1998).
14. 14) N. Kakusho, C. Taniyama & H. Masai : J. Biol. Chem., 283, 19211 (2008).
15. 15) K. Williams : Biochem. J., 325, 289 (1997).
16. 16) T. Masuko, K. Kashiwagi, T. Kuno, N. D. Nguyen, A. J. Park, J. Fukuchi, K. Igarashi & K. Williams : Mol. Pharmacol., 55, 957 (1999).
17. 17) K. Kashiwagi, T. Masuko, C. D. Nguyen, T. Kuno, I. Tanaka, K. Igarashi & K. Williams : Mol. Pharmacol., 61, 533 (2002).
18. 18) K. Igarashi, A. Shirahata, A. J. Pahk, K. Kashiwagi & K. Williams : J. Pharmacol. Exp. Ther., 283, 533 (1997).
19. 19) H. T. Kurata, L. J. Marton & C. G. Nichols : J. Gen. Physiol., 127, 467 (2006).
20. 20) M. Giorgio, M. Trinei, E. Migliaccia & P. G. Pelicci : Nature Rev. Mol. Cell Biol., 8, 722 (2007).
21. 21) Y. Wang & R. A. Casero Jr. : J. Biochem., 139, 17 (2006).
22. 22) S. Sharmin, K. Sakata, K. Kashiwagi, S. Ueda, S. Iwasaki, A. Shirahata & K. Igarashi : Biochem. Biophys. Res. Commun., 282, 228 (2001).
23. 23) K. Uchida et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 4882 (1998).
24. 24) H. Tomitori, T. Usui, N. Saeki, S. Ueda, H. Kase, K. Nishimura, K. Kashiwagi & K. Igarashi : Stroke, 36, 2609 (2005).
25. 25) M. A. Bradley, W. R. Markesbery & M. A. Lovell : Free Radic. Biol. Med., 48, 1570 (2010).
26. 26) R. Saiki, K. Nishimura, I. Ishii, T. Omura, S. Okuyama, K. Kashiwagi & K. Igarashi : Stroke, 40, 3356 (2009).
27. 27) S. Kobayashi, K. Okada, H. Koide, H. Bokura & S. Yamaguchi : Stroke, 28, 1932 (1997).
28. 28) Y. Yoshida et al. : Atherosclerosis, 211, 475 (2010).
29. 29) J. A. Hanley & B. J. McNeil : Radiology, 143, 29 (1982).
30. 30) H. Brenner & O. Gefeller : Stat. Med., 16, 981 (1997).

イオン液体処理によるセルロース系バイオマスの酵素糖化  /  神谷 典穂

Page. 40 - 47 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

限りある化石燃料の大量消費社会から持続可能な社会への転換に向けた取り組みの一環として，再生可能エネルギーの利用とそのための研究開発が積極的に進められている．なかでもセルロース系バイオマスを原料として，その糖化と発酵過程を経て生産されるバイオ燃料は，二酸化炭素の排出の抑制と食糧との競合の回避，未利用資源の活用の観点からも注目されているが，コストに見合うプロセスの構築に至っていない．ここでは，最近，新たなセルロース系溶剤として注目されているイオン液体を用いる酵素糖化プロセスの進展について，その周辺領域の動向と現状を解説する．

1. 1) 新名惇彦：“バイオ液体燃料”，エヌ・ティー・エス，2007, p. 22.
2. 2) L. R. Lynd et al. : Nature Biotechnol., 26, 169 (2008).
3. 3) M. B. Sticklen : Nature Rev. Genet., 9, 433 (2008).
4. 4) M. E. Himmel, S. Ding, D. K. Johnson, W. S. Adney, M. R. Nimlos, J. W. Brady & T. D. Foust : Science, 315, 804 (2007).
5. 5) J. Goldemberg : Science, 315, 808 (2007).
6. 6) 上野義基：化学工学，70, 407 (2006).
7. 7) C. Somerville, H. Youngs, C. Taylor, S. C. Davis & S. P. Long : Science, 329, 790 (2010).
8. 8) バイオ燃料技術革新協議会：バイオ燃料技術革新計画(2008年3月)，
9. 9) 坂　志朗：化学，61(11), 12 (2006).
10. 10) 森川　康：化学工学，71, 817 (2007).
11. 11) K. R. Seddon : J. Chem. Technol. Biotechnol., 68, 351 (1997).
12. 12) N. Kimizuka & T. Nakashima : Langmuir, 17, 6759 (2001).
13. 13) D. M. Phillips, L. F. Drummy, D. G. Conrady, D. M. Fox, R. R. Naik, M. O. Stone, P. C. Trulove, H. C. De Long & R. A. Mantz : J. Am. Chem. Soc., 126, 14350 (2004).
14. 14) H. Xie, S. Li & S. Zhang : Green Chem., 7, 606 (2005).
15. 15) 伊藤敏幸：現代化学，2007年3月号，p. 28.
16. 16) 磯貝　明：“セルロースの材料科学”，東京大学出版会，2001, p. 24.
17. 17) R. P. Swatloski, S. K. Spear, J. D. Holbrey & R. D. Rogers : J. Am. Chem. Soc., 124, 4974 (2002).
18. 18) T. Heinze, K. Schwikal & S. Barthel : Macromol. Biosci., 5, 520 (2005).
19. 19) H. Zhang, J. Wu, J. Zhang & J. He : Macromolecules, 38, 8272 (2005).
20. 20) S. Barthel & T. Heinze : Green Chem., 8, 301 (2006).
21. 21) Y. Fukaya, A. Sugimoto & H. Ohno : Biomacromolecules, 7, 3295 (2006).
22. 22) T. Erdmenger, C. Haensch, R. Hoogenboom & U. S. Schubert : Macromol. Biosci., 7, 440 (2007).
23. 23) Y. Fukaya, K. Hayashi, M. Wada & H. Ohno : Green Chem., 10, 44 (2008).
24. 24) B. Kosan, C. Michels & F. Meister : Cellulose, 15, 59 (2008).
25. 25) H. Zhao, G. A. Baker, Z. Song, O. Olubajo, T. Crittle & D. Peters : Green Chem., 10, 696 (2008).
26. 26) M. Zavrel, D. Bross, M. Funke, J. Büchs & A. C. Spiess : Biores. Technol., 100, 2580 (2009).
27. 27) A. Pinkert, K. N. Marsh, S. Pang & M. P. Staiger : Chem. Rev., 109, 6712 (2009).
28. 28) M. E. Zakrzewska, E. Bogel-Lukasik & R. Bogel-Lukasik : Energy Fuels, 24, 737 (2010).
29. 29) H. Ohno & Y. Fukaya : Chem. Lett., 38, 2 (2009).
30. 30) O. A. El Seoud, A. Koschella, L. C. Fidale, S. Dorn & T. Heinze : Biomacromolecules, 8, 2629 (2007).
31. 31) A. M. Klibanov : Chemtech, 16, 354 (1986).
32. 32) 中島一紀，神谷典穂，後藤雅宏：バイオインダストリー，25, 24 (2008).
33. 33) M. B. Turner, S. K. Spear, J. G. Huddleston, J. D. Holbrey & R. D. Rogers : Green Chem., 5, 443 (2003).
34. 34) S. Bose, D. W. Armstrong & J. W. Petrich : J. Phys. Chem. B, 114, 8221 (2010).
35. 35) A. P. Dadi, S. Varanasi & C. A. Schall : Biotechnol. Bioeng., 95, 904 (2006).
36. 36) H. Zhao, C. L. Jones, G. A. Baker, S. Xia, O. Olubajo & V. N. Person : J. Biotechnol., 139, 47 (2009).
37. 37) 五十嵐圭日子，鮫島正浩：化学と生物，47, 323 (2009).
38. 38) N. Kamiya, Y. Matsushita, M. Hanaki, K. Nakashima, M. Narita, M. Goto & H. Takahashi : Biotechnol. Lett., 30, 1037 (2008).
39. 39) Q. Li, Y.-C. He, M Xian, G. Jun, X. Xu, J.-M. Yang & L.-Z. Li : Biores. Technol., 100, 3570 (2009).
40. 40) H. Zhao, G. A. Baker & J. V. Cowins : Biotechnol. Prog., 26, 127 (2010).
41. 41) S. H. Lee, T. V. Doherty, R. J. Linhardt & J. S. Dordick : Biotechnol. Bioeng., 102, 1368 (2009).
42. 42) DOE Joint BioEnergy Institute (JBEI)

セミナー室

共発現情報から見る遺伝子機能ネットワーク  /  大林 武, 木下 賢吾

Page. 48 - 56 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

配列解析技術の進展により，多くの生物種において生命の設計図であるゲノム配列が明らかにされ，生命を形づくる基本部品である遺伝子が網羅的に同定されてきている．しかし，塩基配列や遺伝子の有無だけではその生命を理解するには不十分であり，すべての遺伝子の機能とそれら遺伝子間の機能的関連を明らかにする必要がある．遺伝子の関係性には，転写因子と被制御遺伝子のような緩い繋がりもあれば，超分子複合体のサブユニットのようにいかなるときにもパートナーとして働く強い繋がりもある．機能パートナーの特定は，遺伝子機能を理解する上で必須であり，様々な実験が用いられるが，すべての可能な機能的関係をすべての遺伝子ペアに関して実験で検証することはきわめて困難である．そこで，計算による可能性の絞り込みの必要性が出てくる．ここでは，「様々な異なる状態で発現が連動する遺伝子群(共発現遺伝子群)は機能関連遺伝子群である」という発想に基づき，機能関連遺伝子の絞り込みの試みについて述べる．

1. 1) K. Aoki, Y. Ogata & D. Shibata : Plant Cell Physiol., 48, 381 (2007).
2. 2) B. Usadel et al. : Plant Cell Environ., 32, 1633 (2010).
3. 3) T. Obayashi et al. : Nucleic Acids Res., 36, D77 (2008).
4. 4) T. Obayashi et al. : Nucleic Acids Res., 37, D987 (2009).
5. 5) T. Obayashi & K. Kinoshita : DNA Res., 16, 249 (2009).
6. 6) T. Obayashi & K. Kinoshita : J. Plant Res., 123, 311 (2010).

「化学と生物」文書館

近代納豆の幕開けと応用菌学  /  堀田 国元, 佐々木 博

Page. 57 - 62 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

栄養価が高くヘルシーな食品として国際的にも受け入れられている納豆(糸引き納豆)は，大昔から明治時代まで，大豆を煮て稲藁苞に入れて保温し，稲藁の付着菌による自然醗酵に依存するという不衛生で不安定な方法でつくられていた．この方法に代わる近代的製造法が確立され，世に普及したのは，明治時代後半に澤村眞博士(東大農芸化学)が納豆は一菌種(Bacillus natto と命名)の働きによってできることを解明したことと，大正時代に半澤洵博士(北大農芸化学科応用菌学講座の開祖)が行なった実学的研究と普及活動によるところが大きい．半澤教授は，納豆菌の純粋培養と衛生的な容器を使用することが納豆を安定してつくるためのキーポイントと見抜き，経木(薄皮)を容器に用いる半澤式改良納豆製造法を確立した．そして，納豆容器改良会を組織し，また雑誌『納豆』を刊行して納豆製造業者を直接・間接に指導し，納豆博士と綽名された．さらに，半澤博士の指導を受けた三浦二郎氏(仙台市)が醗酵温度調節のために通気孔付きの納豆室(文化室と呼ばれた)を考案したことによって，安定した大量納豆製造の道が拓かれた．本稿では，以上の経緯について辿り，近代納豆の実現における応用菌学の貢献をクローズアップする．

1. 1) 全国納豆協同組合連合会：“納豆沿革史”，フーズ・パイオニア，1975．
2. 2) 矢部規矩治：日本化学会誌，15, 196 (1895).
3. 3) K. Yabe : Bull. College Agr. Tokyo Univ., 2, 2 (1895).
4. 4) 澤村　眞：農学会報，67, 1 (1904).
5. 5) 札幌納豆容器改良会：NATTO納豆，1 (1918).
6. 6) 半澤　洵：北海道農会報，18(4), 159 (1918).
7. 7) 半澤　洵編：“納豆製造法”，札幌納豆容器改良会，1925.
8. 8) 北海道大学農学部応用菌学教室編：“納豆と納豆菌”，北方出版社，1948.
9. 9) 佐々木酉二：“わが心の微生物”，東京パストゥール会，1993, p. 48.
10. 10) 佐々木酉二：応用菌学(半澤博士古希記念号)，3巻1号 (1948).

農芸化学@HighSchool

変形菌植物の世界  /  赤松 将晴

Page. 63 - 65 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

本研究は，平成22(2010)年度日本農芸化学会大会(開催地 東京)での「ジュニア農芸化学会」において発表された．発表者は，校内の実習農場で謎の肉塊状の生物体を発見し，これを太歳と呼ばれる中国の伝説的な生物体との関係も視野に入れながら観察した．その結果，本生物体は粘菌である可能性が高いとの結論に達した．発表では，肉塊状の生物体というインパクトのある研究対象が参加者の注目を集めるとともに，それを可能な範囲で粘り強く観察した発表者の研究に対する姿勢が評価された．

 

バイオサイエンススコープ

生物多様性条約第10回締約国会議(COP10)  /  安藤 勝彦

Page. 66 - 70 (published date : 2011年1月1日)

概要原稿

リファレンス

生物多様性条約 (Convention on Biological Diversity : CBD)，第10回締約国会議(COP10)が，2010年10月18日から29日まで名古屋市の名古屋国際会議場で開催された(写真1)．本稿は，はじめに生物多様性条約，その締約国会議について概説した後，COP10での重要議題の一つであった遺伝資源へのアクセスと利益配分に関する問題に焦点を当てその顛末を紹介する．

1. 1) T. K. Kerry & A. L. Sarah : “The Commercial Use of Biodiversity. Access to Genetic Resources and Benefit-Sharing”, Earthscan, 1999, p. 398.
2. 2) バイオインダストリー協会編：“遺伝資源アクセスに関するガイドブック”，(財)バイオインダストリー協会，2000.
3. 3) 渡辺幹彦，二村　聡編：“生物資源アクセス-バイオインダストリーとアジア”，東洋経済新報社，2002.
4. 4) バイオインダストリー協会訳：“遺伝資源へのアクセスとその利用から生じる利益の公正・衡平な配分に関するボン・ガイドライン”，(財)バイオインダストリー協会，2002.
5. 5) 安藤勝彦：日本医真菌学会雑誌，47(2), 53 (2006).
6. 6) 安藤勝彦：日本微生物資源学会誌，24(2), 117 (2008).
7. 7) 辨野義巳ら編：“微生物資源国際戦略ガイドブック”，サイエンスフォーラム，2009.
8. 8) 勝本　謙：“日本産菌類集覧”，日本菌学会関東支部，2010.
9. 9) 堂本暁子：“生物多様性—リオからなごや「COP10」，そして…”，KTC中央出版，2010.
10. 10) 磯崎博司ら編：“生物遺伝資源へのアクセスと利益配分-生物多様性条約の課題”，信山社，2010.