生命情報システム科学

後期 金曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor: 木下 賢吾, 西 羽美, 小島 要, 安澤 隼人, 張 琳, 浜端 朋子. 対象学科・専攻/Departments: システム情報科学専攻、人間社会情報科学専攻、応用情報科学専攻. 学期/Term: 後期. 履修年度: 2024. 使用言語: 日本語（スライドは英語）.

開講年度

2024

授業題目/Class Subject

生命情報システム科学

授業の目的・概要及び達成方法等

生命情報の流れのセントラルドグマ（DNA→RNA→タンパク質）に沿って、配列情報であるゲノム情報から実際の機能の担い手であるタンパク質へと、生命情報がデジタル（文字列情報）からアナログ（タンパク質立体構造情報）へと伝わっていく過程について順を追って解説して行く。遺伝子レベルでは、遺伝子構造とプロモーター解析を通じて文字列情報の解析手法について解説し、RNA レベルでは遺伝子の発現量情報解析を通じて数値データの解析を説明する。また、タンパク質レベルでは機能発現に重要な立体構造データ（３次元構造データ）の扱いについて解説する。アルゴリズムそのものよりは、生命情報の理解と言う応用面において情報科学が果たす役割に重点を置いて解説する。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

This course provides an introduction to the fundamental concepts of biological information science. We will explore the flow of biological information along the central dogma (DNA → RNA → protein) and the transmission of genetic information from digital (sequence information) to analog (three-dimensional structure information of proteins).
The course will cover the analysis methods for sequence information at the gene level, including gene structure and promoter analysis. We will also examine the analysis of numerical data through the analysis of gene expression level information at the RNA level. Additionally, we will discuss the handling of three-dimensional structure data, which are important for functional expression, at the protein level. Throughout the course, we will emphasize the role that information science plays in the understanding of biological information and its practical applications, rather than on the algorithms themselves.

授業内容・方法と進度予定/Contents and progress schedule of the class

【授業にはGoogleClassroomを利用（クラスコード： 5hqdktv）】

生命情報システム科学とは何か？
ゲノム上に書かれている情報
配列の類似性と相同性
遺伝子の構造プロモーター解析
遺伝子発現量解析
タンパク質とは何か？
立体構造の類似性と構造からの機能予測
構造・機能相関と分子機能の予測
タンパク質間相互作用
相互作用ネットワークと細胞機能の予測
システム生物学入門

Introduction to systems bioinformatics.
Introduction to genome sequence analyses
Sequence similarity and homology search.
Structure of genes.
Promoter analyses
Gene expression analyses
Introduction to protein analyses
3D structure of proteins
Structure-function relationship
Molecular function prediction
Protein-protein interactions
Interaction network and cellular function
Introduction to systems biology

成績評価方法/Evaluation Method

適宜行うレポートと期末のテストをあわせて評価する。
Written examination and a few reports

教科書および参考書/Textbook and references

• バイオインフォマティクス, マウント,
• タンパク質機能解析のためのバイオインフォマティクス, 藤博幸,
• バイオインフォマティクス事典, 日本バイオインフォマティクス学会,
• タンパク質立体構造入門基礎から構造バイオインフォマティクスへ, 藤博幸,
• Introduction to Protein Structure, , Carl-Ivar Branden & John Tooze,
• Prediction of protein structures, functions and interactions, Janusz M. Bujnicki,

関連ＵＲＬ/URL

http://www.sb.ecei.tohoku.ac.jp
http://www2.sb.ecei.tohoku.ac.jp

オフィスアワー

適宜（あらかじめ連絡して予定を確認すること）

オフィスアワー（Ｅ）

Upon requests (Appointment is required.)