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| 開講年度 | 2018 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学研究科(博士前期課程)分子素材工学専攻 | |
| 領域 | 主領域 : D | |
| 受講対象学生 |
大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次 |
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| 選択・必修 | ||
| 授業科目名 | 生物工学特論 | |
| せいぶつこうがくとくろん | ||
| Bioengineering | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| 他学部・他研究科からの受講 |
他専攻の学生の受講可, 他研究科の学生の受講可 |
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| 市民開放授業 | 市民開放授業ではない | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
月曜日 3, 4時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 湊元 幹太（工学研究科分子素材工学専攻） | |
| TSUMOTO, Kanta | ||
| 授業の概要 | 生命科学は、生物学・化学・物理学に亘った学際的総合科学として発展してきている。本講義では、このような生命科学研究に必要な知見を得るため、生化学・生物物理学・分子生物学の基本的な考え方を中心に、理解することをめざす。この特論では、生命体の構成物質（タンパク質や核酸などの生体高分子、脂質）の構造と性質を中心に、講義する。生命機能の発現（遺伝子発現、シグナル伝達）の様式、生命科学の技術（遺伝子工学、生命情報学、顕微鏡技術）に関する、基礎的な事項に触れ、いくつかについては実験の実際を深く学ぶ。さらに、生命において重要な構造の「膜」については、深く論考し、サブミクロン（ナノメートル）～ミクロンレベルの柔らかな分子集合界面が、生命らしいかたちやはたらきが生み出される場となっていることを強調したい。 |
|---|---|
| 学習の目的 | 生体高分子、遺伝子工学、生体膜の話題を中心に、生命化学に関する基礎知識を修得する。また、生命科学の実験技術に関する基本的、本質的な事柄を丁寧に見ていくことで、自分がふだん取り扱っている方法が機能する仕組みを理解することができるようになる。 |
| 学習の到達目標 | 生命の構造や、機能の発現において、さまざまな生体分子、その集合体が果たすそれぞれの役割に関する、おおまかなイメージをつかむことができるようになる。生命科学の技術について、基本的な仕組みを理解できるようになる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 教科書 | |
| 参考書 | 遺伝子工学：基礎から応用まで（野島博 著 東京化学同人） 図解分子細胞生物学（浅島誠 駒崎伸二 著 裳華房） 分子生物学の基礎 第４版（G. M. Malacinski 著 川喜田正夫 訳 東京化学同人） Physical Biology of the Cell (Rob Phillips他 著 Garland Science) Membrane Structural Biology (Mary Luckey 著 Cambridge University Press) 生化学辞典 第４版（東京化学同人） 分子細胞生物学辞典 第２版（東京化学同人） そのほか、講義中に、適宜、紹介する。 |
| 成績評価方法と基準 | 出席50％、レポート50％ |
| オフィスアワー | 毎週月曜日、12:00～13:00、第１合同棟４階7408号室 |
| 受講要件 | 特になし |
| 予め履修が望ましい科目 | 特になし |
| 発展科目 | 生物機能化学特論、生物機能化学演習Ⅰ・Ⅱ、生物工学演習Ⅰ・Ⅱ |
| 授業改善への工夫 | 授業評価アンケートの結果や、学生との質疑を参考に内容の改善をはかる。 |
| その他 |
| キーワード | 生物化学、生物物理学、分子生物学、遺伝子工学 |
|---|---|
| Key Word(s) | Biochemistry, Biophysics, Molecular Biology, Genetic Engineering |
| 学習内容 | 1. はじめに － 生命化学概観：歴史と課題、生体を構成する物質 2. 生体高分子の構造と機能：生体高分子の1次構造と高次構造、構造を安定化する相互作用 3. タンパク質の構造と機能：高次構造変化（折り畳み・変性）、高次構造と機能、フォールディングの理論、細胞でのフォールディング、細胞での様態（膜タンパク質と可溶性タンパク質） 4. タンパク質の構造と機能：酵素活性、会合と解離、リガンド—受容体の結合、協同的な結合・解離、Macromolecular crowding 5. 核酸の高次構造：融解、Naked DNAの凝縮・脱凝縮、染色体の凝縮・脱凝縮、クロマチン構造と遺伝子活性 6. 遺伝子発現と遺伝子工学：複製・転写・翻訳の基本機構、組換え遺伝子操作・法令、遺伝子解析技術、ゲノム（遺伝子）編集 7. 組換えタンパク質産生技術：原核細胞、真核細胞（酵母、昆虫、哺乳類）、セルフリーシステム 8. 生体膜（Biomembrane）の基礎知識：細胞膜のモデル（流動モザイクモデル）、脂質2分子膜、人工脂質膜小胞（Liposome）、生体膜構成分子Phospholipid（リン脂質）およびCholesterol（コレステロール）の構造、臨界パッキングパラメーター、非リン脂質型合成膜構成分子、相構造（ゲル、液晶）、ミクロ相分離とミクロドメイン（ラフト様ドメイン）、拡散（膜の流動性）、膜透過・膜損傷、膜融合 9. 細胞膜の特性：膜タンパク質の分類・発現、細胞膜の動的挙動（分裂、融合、陥入、出芽、突起）、不均一構造（脂質ラフト）、細胞内（およびオルガネラ）に見られる膜構造と役割、膜タンパク質の再構成：プロテオリポソームとその作製法（界面活性剤除去法、凍結融解法、超音波法、組込み法、膜融合法、組換えバキュロウイルスを用いる方法） 10. シグナル伝達と細胞運動：細胞内情報伝達とその応答、運動・形態変化（分裂、変形、走性） 12. 解析技術・実験環境：構造解析（結晶解析、NMR）、電子顕微鏡、光学顕微鏡、光操作技術、生物情報学（データベース、解析ツール）、バイオリソースの利用 13. 生命システム再構成の試み：無細胞発現系、人工細胞モデル、構成的生物学 14～15. まとめ 上記内容を基本に講義する |
| 事前・事後学修の内容 | 講義内容に関連した文献で、自分の研究にとっても興味深いものを読み、理解を深める。文献調査の内容を、レポート課題に含める。 |
| ナンバリングコード(試行) | EN-ORBI-5 |
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※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら