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| 開講年度 | 2021 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学研究科(博士前期課程)生物圏生命科学専攻 | |
| 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 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 微生物遺伝学演習 | |
| びせいぶついでんがくえんしゅう | ||
| Seminar on Microbial Genetics | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Life-5172-008
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
通年 |
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| 開講時間 |
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| 授業形態 |
ハイブリッド授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 木村 哲哉（生物資源学研究科） | |
| KIMURA, Tetsuya | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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| 授業の概要 | 次世代のゲノム解析や遺伝子発現解析を利用した最新の文献を読んで、微生物の分子育種への応用を考える。受講者は指定した最新の文献を読んで発表し、今後の展開について受講者全員で議論を行う。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 微生物の遺伝子解析技術を利用した基礎および応用の研究について理解し、今後の展開について議論ができるようになる。 |
| 学修の到達目標 | ゲノム解析、遺伝し発現解析、RNA解析、プロテオーム解析などの実験技術を利用して微生物の生理機能を解析したり、代謝工学や物質生産の改良につなげた文献を読めるようになる。また、研究成果について議論ができ、新しい研究の展開について自らの意見を述べられるようになる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 授業への取り組み（５０％）、プレゼンテーション（５０％） |
| 授業の方法 | 演習 |
| 授業の特徴 |
その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど） |
| 授業改善の工夫 | |
| 教科書 | |
| 参考書 | |
| オフィスアワー | 水曜日12:10-12:40 t-kimura@bio.mie-u.ac.jp |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
| 各回 共通 |
MoodleのコースURL |
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| 第1回 | 概要 | 大腸菌によるクローニング技術その１ |
|---|---|---|
| 授業時間内の学修内容 | 制限酵素、DNAリガーゼなどについて、実際の実験をしながら解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | 制限酵素(restriction enzyme)、DNAリガーゼ(DNA ligase) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第2回 | 概要 | 大腸菌によるクローニング技術その２ |
| 授業時間内の学修内容 | 大腸菌の形質転換技術について、実際の操作をしながら解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | 大腸菌の形質転換(transformation of E. coli) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第3回 | 概要 | 大腸菌によるクローニング技術その３ |
| 授業時間内の学修内容 | 制限酵素を利用しない方法（Gibson assembly, In-Fusion法）について実際の実験操作を見せながら解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | In fusion, gibson assembly | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第4回 | 概要 | 大腸菌によるクローニング技術その４ |
| 授業時間内の学修内容 | 制限酵素を利用しない方法（TEDA法）について実際の実験操作を見せながら解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | TEDA法（TEDA method) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第5回 | 概要 | 大腸菌の遺伝子組み換え技術まとめ |
| 授業時間内の学修内容 | 第1回から第4回まで行った大腸菌の遺伝子組み換え技術についてまとめる | |
| キーワード(Key Word(s)) | summary | |
| 事前学修の内容 | 第1回から第4回までの内容について、不明な点などをまとめておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 第1回から第4回までに学習した実験方法について原理などを確認する | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第6回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その１ |
| 授業時間内の学修内容 | 嫌気性細菌のGS培地作成 | |
| キーワード(Key Word(s)) | GS培地(GS medium) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第7回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その２ |
| 授業時間内の学修内容 | 嫌気性細菌の培養技術 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 嫌気性細菌の培養(cultivation of anaerobic bacteria) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第8回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その３ |
| 授業時間内の学修内容 | 生産されたガスの測定法 | |
| キーワード(Key Word(s)) | ガスクロマトグラフィー(Gas chromatography) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第9回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その４ |
| 授業時間内の学修内容 | 生産された有機酸の測定法(HPLC) | |
| キーワード(Key Word(s)) | HPLC | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第10回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その５ |
| 授業時間内の学修内容 | 生産されたアルコールの分析法 | |
| キーワード(Key Word(s)) | ガスクロマトグラフィー(Gas chromatography) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第11回 | 概要 | 嫌気性細菌の培養技術その６ |
| 授業時間内の学修内容 | 形質転換法 | |
| キーワード(Key Word(s)) | ||
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第12回 | 概要 | 嫌気性菌・糸状菌の分子遺伝学 |
| 授業時間内の学修内容 | 形質転換技術と遺伝子破壊 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 遺伝子破壊(gene disruption) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第13回 | 概要 | 嫌気性菌・糸状菌の遺伝子解析 |
| 授業時間内の学修内容 | ゲノムサザン法による形質転換体の解析について解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | ゲノムサザン(genomic southern blotting) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第14回 | 概要 | 嫌気性菌・糸状菌の遺伝子発現解析 |
| 授業時間内の学修内容 | リアルタイムPCR法についてプライマーのデザインや反応サイクルの設定、分析方法などを解説する | |
| キーワード(Key Word(s)) | リアルタイムPCR法(real time PCR) | |
| 事前学修の内容 | 事前配布したプリントを見て実験操作の原理を理解しておく | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の原理についてまとめる | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第15回 | 概要 | 総合討論 |
| 授業時間内の学修内容 | 総合討論を行う | |
| キーワード(Key Word(s)) | 総合討論(total discussion) | |
| 事前学修の内容 | 本授業で扱った実験方法についてまとめる | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 授業で扱った実験について不明な点をピックアップして分からないところを理解する | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第16回 | 概要 | 大腸菌を使ったクローニング技術の実際 第一回 PCRによる目的遺伝子の増幅 |
| 授業時間内の学修内容 | 大腸菌を使ったクローニングの実際について実際の実験を行いながら学ぶ。与えられたサンプルからPCRを行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | PCR、耐熱性ポリメラーゼ(polymerase) | |
| 事前学修の内容 | 前半の授業の第1回から第4回までの内容についてプリント読んで理解しておく。 PCR法で使う各種耐熱性ポリメラーゼの特徴について理解する |
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| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 遺伝子のクローニング法について、実際に実験を行った内容をまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第17回 | 概要 | 大腸菌を使ったクローニング技術の実際（シームレスクローニング法） 第２回 PCR産物の電気泳動による確認とゲルからの切り出し |
| 授業時間内の学修内容 | PCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認し、ゲルからDNAを抽出する方法を学ぶ | |
| キーワード(Key Word(s)) | アガロースゲル電気泳動(Agarose gel electrophoresis)、DNA抽出(DNA extraction) | |
| 事前学修の内容 | アガロースゲルからのDNA断片の回収方法について、各種の方法の特徴を調べる。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実際に実験で得たデータをまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第18回 | 概要 | 大腸菌を使ったクローニング技術の実際 第3回 クローニング用のプラスミドの制限酵素による切断とT5ヌクレアーゼ処理 |
| 授業時間内の学修内容 | PCR産物のクローニングに使用するプラスミドを制限酵素で処理する方法を学ぶ。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 制限酵素（Restriction enzyme) | |
| 事前学修の内容 | プラスミドの制限酵素処理の実際の実験方法について調べる。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 得られたデータについてノートにまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第19回 | 概要 | 大腸菌を使ったクローニング技術の実際 第４回 PCR産物のプラスミドへのシームレスクローング |
| 授業時間内の学修内容 | 制限酵素処理、T5ヌクレアーゼ処理したプラスミドとPCR産物を混合してT5ヌクレアーゼ処理を行い、大腸菌へ形質転換する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | T5ヌクレアーゼ（T5 nuclease) | |
| 事前学修の内容 | T5ヌクレアーゼを使ったシームレスクローニング法について調べる。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の結果をノートにまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第20回 | 概要 | 大腸菌を使ったクローニング技術の実際 第5回 コロニーPCRによるクローニング遺伝子の確認 |
| 授業時間内の学修内容 | 得られた形質転換体コロニーについて、インサートDNAが挿入されているかコロニーPCRで確認する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | インサートDNA(insert DNA fragment)、コロニーPCR(colony PCR) | |
| 事前学修の内容 | コロニーPCRの実際について調べる。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実際の実験結果について実験ノートにまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第21回 | 概要 | Clostridium属の遺伝子破壊と分子育種に関する研究（その１） |
| 授業時間内の学修内容 | Clostridium属細菌の古典的な相同組換えによる遺伝子破壊法について実際の文献を読んで実験方法の研究をする。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 相同組換え遺伝子破壊(gene disruption by homologous recombination) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布する論文の実験方法について熟読する。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 具体的な遺伝子破壊の実験方法についてまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第22回 | 概要 | Clostridium属の遺伝子破壊と分子育種に関する研究（その2） |
| 授業時間内の学修内容 | Clostridium属細菌の遺伝子破壊と遺伝子の機能予測、表現型について実際の文献を読んで研究をする。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 表現型(phenotype) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布する論文の実験結果について熟読する。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 遺伝子配列からの機能予測と遺伝子破壊した時の実際の表現型について、研究の戦略についてまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第23回 | 概要 | Clostridium属の遺伝子破壊と分子育種に関する研究（その３） |
| 授業時間内の学修内容 | Clostridium属細菌の遺伝子破壊法について実際の文献の考察を熟読し、実験のデザインと得られた結果からの考察の仕方を学ぶ。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 実験のデザイン(design of experiment) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布した文献について、全体を読み考察をする。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 取り上げた文献から何を学んだかまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第24回 | 概要 | グループIIイントロンを利用したClostridium属の遺伝子破壊技術について（その１） |
| 授業時間内の学修内容 | 古典的な方法ではうまく遺伝子破壊が出来ないClostridium属について、グループIIイントロンを利用した遺伝子破壊法を応用する方法を学ぶ | |
| キーワード(Key Word(s)) | グループIIイントロン(groupII intron) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布した総説を熟読する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | グループIIイントロンを使った遺伝子破壊法のメリットとデメリットについてまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第25回 | 概要 | グループIIイントロンを利用したClostridium属の遺伝子破壊技術について（その２） |
| 授業時間内の学修内容 | グループIIイントロンを利用したClostridium属の遺伝子破壊を利用してアルコール生産を増強した文献を読み、代謝工学実験のデザインと論文作成について学ぶ | |
| キーワード(Key Word(s)) | 代謝工学(metabolic engineering) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布した文献について、実験方法と結果を熟読する | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 実験の目的と実験方法のデザインについてまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第26回 | 概要 | グループIIイントロンを利用したClostridium属の遺伝子破壊技術について（その３） |
| 授業時間内の学修内容 | グループIIイントロンを利用したClostridium属の遺伝子破壊を利用してアルコール生産を増強した文献の考察を読み、代謝工学における実験結果の解釈について学ぶ。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 代謝工学(metabolic engineering) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布した文献について、考察を熟読する | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | Clostridium属の代謝工学における遺伝子破壊を扱った最近の文献を選びまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | 最終回に、自分が選んだ文献についてのサマリーを発表する。 | |
| 第27回 | 概要 | 嫌気性細菌Clostridium属の転写因子と分子育種について |
| 授業時間内の学修内容 | 嫌気性細菌における転写因子、特にカーボンカタボライト抑制に関わる転写因子と代謝工学への応用について学ぶ。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | カーボンカタボライト抑制(carbon catabolite repression) | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布する総説を熟読する。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 嫌気性細菌の転写因子をターゲットにした代謝工学の例について文献調査する。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | 最終回に、自分が選んだ文献についてのサマリーを発表する。 | |
| 第28回 | 概要 | 麹菌類アスペルギルス属のバイオマス分解酵素遺伝子の発現制御機構について（その１） |
| 授業時間内の学修内容 | 麹菌類アスペルギルス属のバイオマス分解酵素遺伝子の発現制御機構におけるカーボンカタボライト抑制因子CreAの機能について | |
| キーワード(Key Word(s)) | アスペルギルス(Aspergillus)、バイオマス分解酵素(biomass degrading enzymes)、CreA | |
| 事前学修の内容 | 糸状菌におけるカタボライト抑制の中心となるCreAについて事前に配布した文献を中心に調べる。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | CreAの機能について、最近の論文を中心として一つ選びまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | 最終回に、自分が選んだ文献についてのサマリーを発表する。 | |
| 第29回 | 概要 | 麹菌類アスペルギルス属のバイオマス分解酵素遺伝子の発現制御機構について（その２） |
| 授業時間内の学修内容 | 麹菌類アスペルギルス属のバイオマス分解酵素遺伝子の発現制御機構において、CreAを介さないカーボンカタボライト抑制について | |
| キーワード(Key Word(s)) | CreA | |
| 事前学修の内容 | 事前に配布したCreAを介さないカーボンカタボライト抑制に関する文献を熟読する | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 糸状菌のカーボンカタボライト抑制についてCreA以外の因子に関する文献を探してまとめる。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | 最終回に、自分が選んだ文献についてのサマリーを発表する。 | |
| 第30回 | 概要 | 嫌気性菌又は糸状菌の分子遺伝学に関する論文についての討論 |
| 授業時間内の学修内容 | 第26回から第29回までの事後学習で自分が選んだ論文の一つについてサマリーを作成し、発表する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 文献発表(presentation) | |
| 事前学修の内容 | 第26回から第29回で選んだ文献一つを熟読し、サマリー発表用のパワーポイントを作成する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | サマリー発表で受けた指摘・質問を参考にしてサマリーを修正し提出する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 |