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メリークリスマス!そしてまた会う日まで

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。

こんにちは、昨日に引き続き小川です。
メリークリスマス!
そして今年のアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」もいよいよ最終日
今年の豆知識はいかがでしたか?
最終日の今日は、今年の振り返りを軽くしようと思います。

さて、この「明日話したくなる科学豆知識2」は、私の所属するNSIというサークルのメンバーで持ち回りで書くスタイルをとっており、去年に引き続き2回目となります。
今年は、去年とは違う趣向として5つのテーマを決め、そのテーマに則した科学豆知識をみなさんにお話してきました。

12月1~5日は、1つ目のテーマである「2014年にあったこと」をお話しました。
青色LEDやウィスキーなどだれでもピンと来る話題から、
4年に1度の数学賞などのマニアックな話題まで網羅してました。
私も知らないような今年の出来事がありました。
何人かで書くことにより多角的な視点でお話出来たのは、よかったかなと思います。

12月6~10日は、2つめのテーマである「天気・季節」をお話しました。
NSIは札幌を中心に活動しているサークルですので、必然的に冬や雪の話題が多くなりました。
その他、夕焼けや紅葉など記憶に新しい話題をお話できたかと思います。

12月11~15日には、3つめのテーマである「食べ物・飲み物」をお話しました。
お魚、豆、日本酒、お茶とお酒の席で披露するのにぴったりなお話から
ミドリムシという変化球もありました。
ミドリムシについては、サークルの活動内でお話を聞いたことがあったのですが、
食べ物にからめて出てくるとは意外でした。

12月16~20日には、4つめのテーマである「健康」に関してお話しました。
私には、「健康」に関してのテーマを書くのは難しいなと感じるのですが、
やはりメンバーごとに得意分野があることを実感しました。
おかげで虫歯から薄毛まで面白いお話をお届けできたかと思います。

12月21~24日には、敢えてテーマを決めず今お話したいことをお話しました。
各メンバーの得意分野が炸裂していました。
(昨日の私の担当分は、内容が少ない上に少し前のモミの木と内容がかぶってしまい申し訳ありません)


ダラダラと書いてしまいましたが、今年も各メンバーの個性が出ていました。
「予めテーマを決める」という試みもいい方向に作用していたのではないかなと感じています。

拙くて申し訳ありませんが、これにて「明日話したくなる科学豆知識2」の総括とさせていただきます。
また来年アドベントカレンダーをやるかどうかは未定ですが、またどこかでお会いしましょう。

クリスマス・イブと木炭

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。

こんにちは、小川です。
ついにクリスマスイブですね。
みなさんはいつクリスマスパーティーをされる予定でしょうか?

パーティーは今日でも明日でもいいですが、今日の夜にやらないといけないこと、ありますよね?
そう!靴下を枕元に置くこと!
昔は私もサンタさんが来るまで起きてると言っていつの間にか寝てしまった思い出があります。

それはそうと、私は最近靴下に関して悩みがあります。
それは、密閉性の高い靴を履くと靴下が蒸れてしまうこと。
これには毎年参っています。

その対策として、最近靴の中敷きを買ってみました。
その中敷きの売りは「木炭」を使用していることだそうです。

木炭には、目に見えない小さな穴が沢山あいています。
ファイル 72-1.jpg
これにより、空気に触れる部分が多くなり、臭いの元や水分を吸着します。
木炭のように沢山穴が空いている構造を「多孔質構造」といいます。

さてこの木炭、どれくらいの空気に触れる部分つまり表面積があると思いますか?


なんと木炭1 gで200~300 m2も表面積があります。
みなさんがバーベキューなどで買ってくる炭1 kgで、
東京ドーム(46755 m2)4~6.5個分にもなります。
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木炭の消臭効果を利用した中敷き、その効果はまた来年機会があればお話いたします。

さてアドベントカレンダーもラスト1日!
みなさんもよいクリスマス・イブをお過ごし下さい。

参考文献
林野庁/木炭の性質
http://www.rinya.maff.go.jp/j/tokuyou/mokutan/seisitu.html
株式会社 熊谷カーボン
http://www.kumagayacarbon.co.jp/carbon_7/
wikipedia「東京ドーム」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E3%83%89%E3%83%BC%E3%83%A0

モミの木の持つ驚きの力

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。


明後日はいよいよクリスマスですね。クリスマスと言えばクリスマスツリーを思い浮かべる方も多いのではないでしょうか?今日はそんなクリスマスツリーによく用いられているモミの木について紹介します。

クリスマスツリーとしておなじみのモミの木は,諸説ありますが病気退治のために家の中に入れたのが始まりと言われています。モミの木から抽出されるモミ精油は,ロシア・ドイツ等で古くから風邪薬,入浴剤など広く健康のために利用されています。日本でも古くから生活にとけ込み,絵馬・木札・神仏具など神事によく使われてきました。最近では建材としても用いられ,その不思議な力で注目されています。

その不思議な力とは「空気をきれいにする力」です!
なんとモミの木は半永久的にフィトンチッドと呼ばれる物質を放散し,その中に含まれる香りの成分である,テルペンにより空気を浄化してくれます。室内汚染の代表的な化学物質であるホルムアルデヒドはテルペンにより化学分解されます。それにより空気環境が整い,気持ちの良いすがすがしい部屋を実現することができるのです。
※テルペン・・・イソプレンを構成単位とする炭化水素
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ファイル 71-2.png

さらに上述したフィトンチッドは適当な温度で忌避効果を発揮し,外部から侵入するダニやゴキブリ,菌類が繁殖しにくくなります。これは植物が外敵から自分の身を守るための効果ですが,私たちもその恩恵を受けており,森林浴によるリフレッシュ効果はこのフィトンチッドの作用であるといわれています。
他にも消臭・脱臭効果等があると言われており,私たちの日常生活でモミの木は大活躍してます!

クリスマスにモミの木を飾り雰囲気を楽しむだけでなく,リフレッシュ効果を期待してモミの木を購入してみてはいかがでしょうか?

文章:isofy と yuki


参考文献
http://agri.michikusa.jp/about_fiton.htm
http://www.e-houseport.com/momi/

自転車のお話。

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。
 
こんにちは,科学勉強会のつぼたんです。
テーマが「お楽しみ」という事ですので、自分の好きなことを書かせていただこうと思います。

冬深まると言うか、北海道はアイスバーン+積雪で大変なことになっています。
そう、こんな感じ。

ファイル 70-4.jpg


この写真の中にもありますが、冬になると困るのが、自転車に乗れないこと。当方自転車が趣味なので(ロードバイクとか)、その趣味が満喫できない! という事が北海道では発生します。

と、いうわけでなので趣味を満喫できない分、このブログの中で「自転車」について語らせてください。

さてみなさん、自転車を「こぐ効率」なんて考えたことはありますか?

例えば変速付き自転車の場合、「一番重いギアを使うと早く進む」とか、「軽いギアを使うとこいでいるけど全然進まない」とか、そのような体験をしたことがあると思います。しかし「効率」となると、ぴんとこない人も結構いるのでは。

どんなこぎ方、どんなギア比が効率が高いのか? その説明に少しだけおつきあいください。


1. ペダル回転数とトルク
自転車をこぐとき、当然ペダルをこいで進みます。
ちょっと下のグラフをご覧ください。これは48歳男性が平地で自転車に乗ったときのペダル回転数と、ペダル軸を回す力(トルク)を近似的に表したものです。ペダルをゆっくりこぐときには軸を回す力は大きく、逆に早くこぐときには軸を回す力は小さくなります。多くの場合、「軸を回す力は、回転数に対し直線的に減少」、つまり傾きが負の一次関数と言うことができます。

<数学が得意な方用>
例に示した48歳男性の例では、ペダルの回転数をC、軸を回す力をFとすると、
F=140-(2/3)Cと表すことができます。


ファイル 70-1.png


3. さて、今度は軸を回す力と、最終的にどのくらいのエネルギーを出せるか、その関係を見てみましょう。ちょっとπが出たりして面倒ですが、最終的なエネルギーは「ペダル軸を回す力×ペダル軸回転数×2π÷60」となります。ペダル軸の回す力は傾きが負の一次関数、それに対してさらに回転数をかけることになります。かけ算の結果、エネルギーは「係数が負の二次関数」となります。その模式図を下に示します。

<数学が得意な方用>
ペダル軸を回す力がF=140-(2/3)C、これにさらにC×2π/60がかかるので、出力W=(140-(2/3)C)×C×2π/60となります。すラフに重ねてみると、以下の通り上に凸の二次関数をなります。


ファイル 70-2.png

3.この男性の場合ペダル回転数毎秒105回転のときに出力が最大となりそこから回転数がずれると最終的な出力は小さくなります。105回転、結構早いですね。いわゆるママチャリに乗っている人を見ると多くの人が毎秒60-70回転くらいでペダルをこいでいます。実はママチャリは走る道具としてみた場合、効率はあまり良くないかもしれません。

4. 少し高級なモデルの自転車だと、ギアの変速機能がついていると思います。変速がない場合でペダルを毎秒105回転まで上げると時速30キロ以上になってちょっと危険。そんなときにはギアの変速機能を使います。ペダル側の歯車と後輪側歯車はチェーンでつながれており、それぞれ歯の数が違います。変速付きの自転車の場合、後輪の歯数を調整することができます。ここで出てくる概念がギア比です。下の図をご覧いただくとわかりやすいと思いますが、ここでは。ペダル軸側の歯数が、後輪側の歯数の何倍か?と言う数字をギア比と呼ぶこととします。図の場合だと、ギア比は2になります。

小学校の理科をちょっと思い出してください。ギア比が2の場合、ペダル軸に対して後輪の回転数は2倍となります。しかし力(トルク)は1/2倍となります。

<数学が得意な方用>
一般化すると、ギア比nの時、後輪回転数はペダル軸のn倍、後輪トルクは1/n倍となります。

ファイル 70-3.png

5. ギア比をうまく調整してあげると、ペダル軸を回す力(トルク)が少なくて済む分、回転数を上げられます。こいで少し軽く感じるくらいの段にして、回転数を少し上げてやると実は大変楽に漕ぐことができますよ!


と言うわけで結構なうんちくの「自転車をこぐ効率」の話でした。アデュー!

12月21日から連想される科学豆知識!

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。


こんにちは。ぐっさんです。

さて、みなさま。
「12月21日」という日にちを見て、何か気づきませんか?


12月21日

1221


そうです、前から読んでも後ろから読んでも「1221」なのです!
このような文字の並びを「回文」といいます。
そこで今日は、回文と科学にまつわるお話をしたいとおもいます。

生き物はDNAという物質をもっていることをご存知ですか?
DNAはからだをつくるために必要な設計図のような役割をもちます。
このDNAは、A・T・G・Cと呼ばれる4つの物質が鎖のように並んでできています。

たとえば、


…ATGCCGG…


のような感じです。

また、DNAは通常2本の鎖があわさって存在します。
その並びにはルールがあり、必ず「AとT」「CとG」が対応するようになっています。

たとえば、


…ATGCCGG…
…TACGGCC…


といった感じです。
(上下でそれぞれAとT、CとGが対応していますね。)

さて、DNAの配列の中には下のようなものがあります。


…GAATTC…
…CTTAAG…


お気づきでしょうか?
上の鎖を左から読んだ並びと、下の鎖の右から読んだ並びが同じなのです!
(読みかたはGAATTCです。)
これがDNAの中でみられる回文、その名も「回文配列」です。

回文配列がただ存在するだけではとりたてて紹介する意味がないのですが、
実は回文配列にはある特徴があるのです。
その中の一つをご紹介します。

回文配列は、生き物が出すある物質によって切断されることがあります。
その物質の名前は、「制限酵素」といいます。

制限酵素の多くは(すべてではないのですが)DNAの特定の回文配列にくっつき、
それを切断します。

たとえば、EcoRIという名前の制限酵素は、


…GAATTC…
…CTTAAG…


に対してくっつき、切断して


…G_______
…CTTAA

AATTC…
_______G…


にします。

これは、実は生物学の研究を行う上でとても便利なのです。
なぜかといいますと、制限酵素を使うことにより、
DNAを「狙った場所で狙った通りに切る」ことができるからです。
そのため、現在多くの生物学の研究に利用されています。

いかがでしたでしょうか?
12月21日以外にも、回文の日付は存在します。
(1月21日、2月12日、3月13日…)
それらの日には、ぜひこの話を思い出してください(笑)


参考Webサイト:タカラバイオ Webサイト
        New England Biolabs Webサイト

パーマでうす毛予防?!

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。


今回は、AGA(Androgenetic Alopeci: 男性型脱毛症)の活気的(かもしれない)予防法について書いていきたいと思います。

①AGAはなぜ起こるのか?

AGAとは、男性が思春期以降に髪の毛が薄くなってしまう症状です。

髪の毛は常に、生えたり抜けたりを繰り返しています。この時、毛は三つのステップからなるサイクルを繰り返します。新しい毛が生える準備をする「休止期」、毛が伸びる「成長期」、毛が抜けてしまう「退行期」の三つです。

正常な毛とAGAの毛の違いは、「成長期」の違いによるものです。正常な毛は成長期が2年~6年あるのに対し、AGAは数か月から1年で成長期が終わってしまいます。そのため、AGAでは弱く細い毛しか生えなくなってしまい、全体として毛が薄くなってしまいます。

②なぜ成長期が短くなるの?

毛は頭皮にある「毛母細胞」という細胞が作り出しています。この毛母細胞が弱ると成長期が短くなってしまいます。

毛母細胞を弱らせる代表格はDHT(ジヒドロテストステロン)という物質です。DHTは「5α-リダクターゼ」によって男性ホルモンから作られます。

つまり、5α-リダクターゼにDHTを作らせなくすれば、うす毛が予防できるかもしれません!

③パーマで毛母細胞を守る!

そこで着目したのが、パーマ液です。パーマ液は1剤と2剤があり、1剤は髪を柔らかくする働き、2剤は柔らかくした髪をもとの硬さに戻す働きをしています。このパーマの2剤は、5α-リダクターゼと反対の働きをしています。そのため、パーマの2剤を頭皮ぬれば5α-リダクターゼの働きを弱め、毛母細胞を守れるかもしれません!

あなたはできてる?「正しい手洗い」

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。

今年もインフルエンザが流行しはじめて来ましたね。みなさん体調には気をつけていますか?

このブログでは12月16日から20日まで、「健康」というテーマでお送りします。
今日は病気の予防には欠かせない「手洗い」についてのお話です。

【手洗いはなぜ必要か?】

手洗いは感染を防ぐ上で非常に重要であることは皆さんご存じかと思います。

ウイルスは咳やくしゃみで出た飛沫を吸込んで感染するだけでなく、飛沫で汚染された手指や物、周囲環境の表面から手を介して接触感染しますので、それらを予防するために手洗いはとても大事なのです。

トイレを使用した後はもちろん、調理や食事の前、クシャミや鼻をぬぐった後も手洗いを心がけましょう。

【ポイントを押さえて正しい手洗い!】

正しい手洗いの方法については、メーカーさんや企業や病院など、多くのホームページで紹介されています。

詳細は「正しい手洗い」で検索してみていただければと思いますが、共通して指摘されているポイントをまとめると以下のようになります。

1、時計やアクセサリーは外す
2、手のひらと甲を洗う
3、爪、指の間もよく洗う  ←特に注意!
4、親指のまわりもよく洗う ←特に注意!
5、手首も忘れずに洗う   ←特に注意!
6、清潔なタオルなどでふき取る

これらの点に気をつけながら最低でも20秒以上はかけて洗うようにするのが大切です。


【爪、手首、親指を忘れないように!】

日本ユニセフ協会の「手洗い白書2012」によると、爪・手首・親指のまわりが忘れやすい部分であり、およそ60%の人がしっかりと洗えていないとの調査報告がされています。

ファイル 65-2.jpg
↑特に忘れやすい爪、手首、親指のまわりに注意!!


普段の手洗いでは確かに忘れがちなところだと思いますし、意識して洗うようにしましょう!

ちなみにユニセフでは、世界中の子どもたちが正しい手洗いを学べるよう「世界手洗いダンス」という踊り(?)も提唱しています。

日本ではあまり受け入れられていないようですが、前述の忘れがちな部分もしっかりと洗えるように作られていますので一度試してみてはいかがでしょうか?



(文章:奥寺)

参考:日本ユニセフ協会「世界手洗いの日」プロジェクト

合成甘味料は体に悪い!?

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。


こんにちは。ぐっさんと申します。
今日は健康にかかわるお話として
「人工甘味料は体に悪いかもしれない」
ことを取り上げます。

今年の10月9日に、英国の科学雑誌Natureに下記のタイトルの論文が発表されました。

「Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota」
Nature、第514号、181ページ-186ページ

この論文では、

「人工甘味料はからだに悪く、摂取すると糖尿病になる可能性がある」

ということをいくつかの実験結果をもとに示しています。

※本題とは関係ないのですが、Natureは世界で最も権威のある科学雑誌の一つです。


でも、ちょっと待ってください。
人工甘味料はその名の通り人工的に作られた甘い物質です。
(代表的なものとして、アスパルテーム・サッカリンなどがあります。)
そして、「カロリーゼロ」であることが売りのはずです。

それなのになぜ、よりによって、人工甘味料を摂ると
糖分に関する病気の代表格である糖尿病を引き起こす可能性があるのでしょうか?

この論文では下記のようにいっています。

・人工甘味料を摂ると、腸内細菌のバランスが崩れ、
 その結果糖尿病になるかもしれない

つまり、人工甘味料は直接糖分に作用するのではなく、
腸内にいる細菌に影響を与えるということなのです。
そしてその結果腸内細菌のバランスが崩れてしまい、
糖尿病になるかもしれない、と論文では主張しています。

なるほどなるほど。

といいたいところですが、まだ疑問は消えません。

・なぜ、人工甘味料を摂ると腸内細菌のバランスが崩れるのか?
・腸内細菌のバランスが崩れると、どうして糖尿病になる可能性が生じるのか?

これに関しては、論文では何も示されていませんでした。
おそらくこれから解明されていくのでしょう。

とにもかくにも、「砂糖よりも人工甘味料のほうが健康によい」
と決めつけるのは危険なようです。
しかし、もっと重要なのは、「人工甘味料が健康に悪い」と決めつけるのは危険だということです。
なぜなら、そのように主張している論文はまだこの1つしかないからです。

今後さまざまな研究グループから同じ結果が報告されるのであれば、
そのたびに「人工甘味料がからだに悪い」ことの信憑性が増していきます。
現段階では可能性がある、という程度に考えておくのがよいのではないか、と思います。

「甘いものはほどほどに」
私個人としては、これが大事なことだと思います。

ミドリムシを食べよう?!

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。


最近、ユーグレナ入り豆乳や、ユーグレナ入りコンビニスイーツを見かけるようになりました。
実は、ユーグレナとはミドリムシです。ご存知でしたでしょうか?
 
ファイル 62-1.jpg
図1ミドリムシのイラスト(出典:http://kenko.atsumari.info/wp-content/uploads/2013/11/midorimusi2.jpg)
 
ミドリムシは、そのへんの川や池にいるような微生物です。
なぜ最近食べられるようになったのでしょうか?
 
①そもそもミドリムシとは?
 
ミドリムシは、植物の特徴と動物の特徴をあわせもった珍しい生き物です。
 
ミドリムシは、植物のように光合成をする事ができます。
ミドリムシは、葉緑体という光合成を行う器官を持っていて、
この葉緑体はミドリムシの緑色のもとになっています。
 
ミドリムシのもう一つの特徴は、しっぽ(鞭毛)です。
通常、植物は自ら動く事はできませんが、ミドリムシは
しっぽを使って自由自在に移動する事ができます。
 
 
②ミドリムシのココがすごい!
 
・植物の栄養素と動物の栄養素が一気に摂れる!
私たちは概ね、炭水化物は植物から、アミノ酸は動物から摂取します。
ところが、ミドリムシを食べるとその両方が一度に取れてしまうのです!
 
・粉末1gで1日分の栄養素が摂れる!
ミドリムシは、通常植物がもっている「細胞壁」という器官を持っていません。
細胞壁は、細胞の周りを囲っていて細胞を守る働きをしています。
細胞壁は植物にはとても重要ですが、栄養素は細胞の中に入っているため、
消化・吸収する上では邪魔者となってしまいます。

ミドリムシはこの細胞壁を持たないため、私たちはミドリムシが蓄えた栄養素を
効率よく摂取する事ができます。その栄養吸収率は93%!すごいですね!
 
栄養豊富で吸収率も良いため、ミドリムシ粉末1gで一日分の栄養素が摂取できるそうです。
 
 
③ミドリムシを食べよう!
 
株式会社ユーグレナさんがミドリムシを大量培養する技術を開発したおかげで
(培養技術は秘密だそうです)、サプリメントやコンビニのスイーツなどで
ミドリムシが活躍しています。
 
「ミドリムシを食べる」というと気が引けてしまうかもしれませんが、
ビフィズス菌や納豆菌をたべるのと同じと考えれば、少しは抵抗が少なくなる
・・・かも・・・しれません(微生物と菌は違いますけど)。
 
昆布のような抹茶のような味わいらしいです。栄養豊富なミドリムシ、
話のタネに一度試されてはいかがでしょうか?

お茶の葉っぱ!

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識2」( http://www.adventar.org/calendars/513 )の一環として書いています。
 
こんにちは,科学勉強会のつぼたんです。
おつまみにお酒と「食べ物・飲み物」の話題は楽しいですね。さて今回は同じ飲み物でもちょっと方向性の違う、お茶について少し紹介させてください。

実は自分、紅茶マニアで年末になると紅茶の福袋を毎回予約しています。ダージリン、アッサム、等のよく知られたものだけでなく、ニルギリ、キーマンなどなど、いろんな種類があります。


・・・今、予約していないことに気がつきました(汗


さて、そんな紅茶ですが、その葉っぱはどのような植物のものでしょうか。

正解はこんな感じ。

ファイル 63-1.jpg
(wikipedia「チャノキ」より引用)

紅茶の葉は「チャノキ(英名: カメリアキネンシス)」というツバキ科の植物の葉なのです。
「チャノキ」と言うからには、「茶の木」なんだろうと思った方、正解です。

じつは緑茶も紅茶も、ウーロン茶も基本的には同じチャノキの葉から作ることができます。
しかし実際に飲んでみるとその味、苦み、渋み、香りなどお茶の種類によって全然違いますよね。

同じ葉なのに、味わいには大きな差がある。その秘密は「発酵」にあります。

発酵と言えば「かもすぞ~♪」的な菌を思い浮かべますよね。でもお茶の場合の発酵はちょっと違います。お茶の場合の発酵は葉に最初から含まれている酸化酵素による酸化発酵なのです。お茶に含まれるカテキン類が酸化されることでその味が変わります。

ほとんど発酵させないのが緑茶、半分ほど発酵させるとウーロン茶、そして完全に発酵させると紅茶となります。最初は渋みを感じる緑茶も、発酵しきるとその渋みが苦みに変わります。


ファイル 63-2.png
(日東紅茶「紅茶の豆知識」より著者改)

冬も深まり、だんだん寒くなってきましたね。そんなときは紅茶を飲みつつ、一年をゆったりと振り返るのも良いかもしれません。

次は抹茶の味がするらしいあの微生物についての話題です。こうご期待。

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