科目名 バイオ情報学特論
単位数 2.0
担当者 医用情報科学専攻 教授 鷹野 優,医用情報科学専攻 准教授 釘宮 章光
履修時期 後期
履修対象 1・2年生
概要 生物の高度な情報処理システムを学ぶことで,ロボットや自動機械システムの計測制御への応用,化学反応触媒・センサなどの「ものつくり」への応用の基盤となる学識の習得を目指す。まずはタンパク質,核酸などの生体材料について深く学習する。そして,遺伝情報の伝達と発現,エネルギー生産、代謝調節,シグナル伝達を題材に,生物がどのように生体材料を使って情報処理を行うのかを理解する。さらに,生物材料の情報科学への応用例としてバイオセンサを取り上げ,バイオセンサの歴史,分類,原理,応用などについての学識を深める。
授業形態は講義中心だが,ときおり演習を行う。
科目の到達目標 生物の「知恵」を情報処理、「ものつくり」に役立てるため,タンパク質や核酸などの生物材料の役割・応用,生物における遺伝情報の伝達と発現,エネルギー生産、代謝調節,シグナル伝達などの生命現象の基礎を,自主学習調査と発表を通じて理解する。これにより,情報とバイオの重複する分野における問題の認識と整理,調査研究,意見のまとめと発表ができるようになる。
受講要件 特になし
事前・事後学修の内容 事前・事後学習のための課題を課す。
講義内容 1.概論(鷹野)
 講義の進め方と評価方法、何のために何を学ぶか
2.生体材料1:タンパク質(鷹野)
 アミノ酸、構造の階層性
3.生体材料2:核酸(DNA・RNA)、糖、脂質(鷹野)
 遺伝子、染色体、mRNA、tRNA、rRNA、リボザイム
4.遺伝情報の伝達と発現1:セントラルドグマ、DNAの複製(鷹野)
 DNAポリメラーゼ、校正、DNA修復、相同組換え
5.遺伝情報の伝達と発現2:DNAからRNA(転写)、RNAからタンパク質(翻訳)(鷹野)
 RNAポリメラーゼ、リボソーム、遺伝子調節タンパク質、タンパク分解、翻訳後修飾
6.遺伝情報の処理3:遺伝子工学・タンパク質工学(鷹野)
 遺伝子クローニング、組換えDNA、人工タンパク質、機能改変
7.代謝調節:糖代謝(鷹野)
 解糖、発酵、クエン酸回路
8.エネルギー生産:呼吸と光合成(鷹野)
 酸化的リン酸化、ATP合成、葉緑体、エネルギー変換
9.シグナル伝達1:細胞間シグナル伝達(鷹野)
 内分泌系、ホルモン
10.シグナル伝達2:細胞内シグナル伝達(鷹野)
 イオンチャネル、Gタンパク質受容体
11.バイオセンサ1  概論,生体機能の工学的応用(釘宮)
 バイオセンサの原理
12.バイオセンサ2  酵素センサ(釘宮)
 血糖測定用センサ
13.バイオセンサ3  医療,食品,環境分野における利用(釘宮)
 病態計測、鮮度計測、味の計測、環境計測
14.バイオセンサ4  免疫センサ,DNAセンサ(釘宮)
 免疫反応、病態計測、DNAセンサ、
15.バイオセンサ5  マイクロチップ(釘宮)
 マイクロ・ナノ化学、マイクロチップ型バイオセンサ
評価方法 レポート,講義中の発表・議論を総合的に評価する。

評価基準
1. 生体材料(タンパク質・核酸など)に関する用語・基礎知識について説明できること。
2. 生物の情報処理(遺伝情報の伝達と発現,エネルギー生産、代謝調節,シグナル伝達)に関して、その特徴を適切な用語を使って説明できること。
教科書等 プリントを配布する。
担当者プロフィール (鷹野)シミュレーションやインフォマティクスを用いたタンパク質の研究に従事
(釘宮)分子認識化学、バイオセンサーの研究に従事

【学生の学習指導・支援体制について】
授業内容や宿題などに関する、学生の個別学習相談を随時受け付けています。 
教員の所在は、学内サイネージ等に掲示されていますので、確認の上、研究室を訪ねてみてください。
備考 【教職】高専修(情報)