科目名 医用情報科学特別講義
単位数 2.0
担当者 非常勤講師 重田育照(代表教員)、松田知己
履修時期 前期(集中講義)
履修対象 1、2年生
概要 生命科学研究最前線における「計測」と「解析」を主題として、二部構成で講義を行う。まず第一部の「計算機シミュレーションによる生体機能解析」では、生体内の反応過程を解析する方法は数多くあるが、その基本原理および実践的な研究について紹介する。また、その医療応用について概説する。続いて、第二部では、「蛍光タンパク質とバイオイメージング」について、ライフサイエンス研究の基盤技術であるライブイメージングで用いられている蛍光タンパク質や化学発光タンパク質を用いたツールの開発と応用を紹介する。
科目の到達目標 生体内の反応過程を解析する方法は数多くあるが、その基本原理および実践的な研究について理解し,必要に応じて手法の選択を行うための知識を身につける(重田)
蛍光・化学発光現象を用いた生体のライブイメージング技術の原理とその応用について理解する(松田)
受講要件 特になし
事前・事後学修の内容 情報科学の基礎的な知識に加えて、初等的な物理学・化学・生物学についても復習し、必要に応じて自由に使用できるようにしておくことが望ましい。授業後のレポート課題を与える。
講義内容 計算機シミュレーションによる生体機能解析(担当:重田)
1. 生体内分子の種類と機能(タンパク質、核酸、糖類、脂質)
2. 生体反応を解析するための熱力学・統計力学
3. 生体反応を解析するための化学反応理論
4. 生体反応を解析するための量子力学
5. 計算機シミュレーションによる生体反応の解析の実例紹介
6. バイオインフォマティクス概説
7. 生体内分子計算機シミュレーションの医療応用概説

蛍光タンパク質とバイオイメージング(担当:松田)
1.蛍光タンパク質の基礎
2.蛍光センサー
3.共焦点顕微鏡、2光子顕微鏡
4.蛍光1分子イメージング
5.蛍光寿命イメージング、分子・細胞の動態解析
6.超解像顕微鏡技術
7.光遺伝学による細胞操作、化学発光イメージング
8.まとめ

なお、状況により講義内容の順序・構成を変更することがあります。
評価方法 レポートで評価する。
教科書等 必要に応じて講義資料を配布する
参考書:原口 徳子・木村 宏・平岡 泰編、「新・生細胞蛍光イメージング」、共立出版(松田)
担当者プロフィール 重田育照:筑波大学計算科学研究センター 教授
松田知己:大阪大学産業科学研究所 准教授
備考