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人類は昔から微生物の存在は知らなかったが、経験的に酒やパンやチーズ造りに微生物作用を巧みに利用し、生活を豊かにしてきた。近年、遺伝子組換え技術を始めとするバイオテクノロジー技術の発展とともに、微生物とその機能の多様性の応用範囲はこれまで考えられなかった分野にまで広がってきている。本授業では、巨大な市場を有している有用タンパク質生産への微生物の利用等について紹介する。特にアミノ酸生産菌として知られていたCorynebacterium glutamicumを用いた新規タンパク質分泌生産系の研究開発、そして事業化実例を織り交ぜて紹介する。
Human have been unaware of the existence of microorganisms for a long time, however, we have enriched our lives by skillfully utilizing physiological functions of microorganisms in making sake, bread, and cheese. Recently, with the development of biotechnologies such as recombinant DNA technology, the range of applications of microorganisms has expanded into various fields previously unthinkable. In this class, I will introduce the use of microorganisms in the production of useful proteins possessing a huge market. Especially, I will introduce the research and development of a new protein secretion system using Corynebacterium glutamicum, a well-known as amino acid-producing bacterium, and also examples of its commercialization.
21世紀は生命工学＝バイオテクノロジーの時代といわれており、この技術を活用した産業の目覚しい発展が期待されている。そこで、本講義では主として微生物に関するバイオテクノロジーに焦点を絞り、産業的に重要な微生物の育種などに利用されている基盤技術の原理を理解し、それらの技術の応用により達成されている具体的な事例について学ぶことにより、将来のバイオ関連産業の開拓に興味を深めてもらうことを目的とする。
In this course, students learn principles of fundamental and application techniques in microbial breeding and their application examples.
基礎生物学実験では、微生物学基礎実験と植物タンパク質実験の実習を行う。
微生物学基礎実験では無菌操作、純化操作、微生物の培養、顕微鏡観察、菌量測定を通じ、微生物の取り扱い方や微生物の安全取扱いおよびバイオハザード対策を学ぶ。
植物タンパク質実験では、生化学実験における基礎である酵素・タンパク質の取り扱いを学ぶとともに、微量生体試料を用いた実験操作に慣れることを目的とする。
In this practical training, students will conduct basic experiments on microorganisms and plant proteins.
In the basic experiment on microorganisms, students will perform aseptic manipulation and isolation, culture, microscopic examination and quantification of microorganisms so that they can learn safe handling of microorganisms and biohazard countermeasures.
In the basic experiment on plant protein, students will learn manipulation of enzymes and proteins as the basis of biochemical experiments so that they can gain skills to handle small quantities of biological materials.
細菌および真核微生物と宿主生物（植物と動物）の相互作用を理解するために微生物の生命現象（物質・小胞輸送、遺伝子発現、遺伝子伝播、ストレス応答など）に関する基礎を紹介する。また、これらの微生物の生命現象を理解した上で、産業応用に向けた最新の知見を紹介する。さらに生物産業への応用に結びつける能力を身につける。
This course provides explanations of the basics of biological phenomena (such as solute transport, gene expression, gene's transmission, stress response) to understand the interaction between microorganisms and their host organisms. Moreover, the latest findings for the industrial application will be introduced. This course aims to improve the student's ability to apply the basic findings to the biological industries.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
生物の機能の多様性や代謝産物の化学的多様性は，生物種ごとに異なるユニークな代謝機能やその調節機能の違いが反映された結果としてとらえることができる．こうした種特有の代謝機能とその調節機構は，個々の生物種の生存と繁栄の戦略として不可欠なものであるばかりでなく，工学的視点からもきわめて示唆に富んだものとなっている．本講義では，特に微生物や植物におけるそうした事例を詳細に解説するとともに，生物の代謝機能をコントロールしてこれを工学的に活用するアプローチの数々を紹介する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Basic and applied aspects of useful biological functions, metabolism, and enzymes of living systems, especially those of plants and microorganisms, will be discussed. The topics that this lecture deals with will include:
・ Protein engineering and industrial applications of microbial and plant enzymes
・ Biochemistry, regulation, and application of plant specialized metabolism
・ Metabolic engineering for the production of useful compounds
微生物は、病気の原因となる反面、発酵食品・醸造製品・医薬品などの製造にも利用されており、様々な面で人の生活に関わっている。また、その基礎科学は、一般生物学の基本概念やバイオテクノロジーの技術基盤の確立に多大な貢献をしている。本講義では、微生物における物質・エネルギー代謝、遺伝システムおよび遺伝子の発現機構を理解し、その知識をもとに、さらに産業的に有用な微生物利用技術について学ぶ。
Although some microbial pathogens cause infectious diseases, they are heavily involved in our life by providing various kinds of useful materials, such as fermentation foods, beverages, and drugs. In this lecture, students learn the metabolism, genetic systems of bacteria, and technologies that are used in the industries.
酵素系，微生物系，植物系，および動物細胞系システムにより有用物質の合成を達成するバイオテクノロジーの基盤技術として，遺伝子工学技術やタンパク質工学技術などについて学ぶ。
This class subject deals with a variety of genetic and protein engineering approaches, which serve as a basis of biotechnology for the production of useful compounds using enzymatic, microbial, plant and animal cell systems.
目的：各種生物が生産する物質の情報と、有効利用のための現状把握と問題点の理解
To understand the profiles of the substances produced by respective organisms as well as the present status and problems for effective utilization
概要：陸上動植物および水棲生物や微生物など、各種生物が体内外で生産・蓄積するタンパク質、糖質、脂質、ペプチド、アミノ酸、その他の高分子・低分子物質を、食料や飼料、機能性素材としての「バイオマス生物資源」として捉え、これらの化学的・生化学的な特性を解析し、未利用生物資源の探索や新規利用法の開発の研究の現状と可能性や問題点について講義する。
Lectures on the biomass from terrestrial and marine animals and plants, microorganisms (proteins, carbohydrates, lipids, peptides, amino acids, etc.) and utilization cases as food or feed
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
目的： 環境微生物の基礎およびその工学的取り扱いを理解する。
概要： 自然環境において物質代謝作用を行う環境微生物の分類、生理・増殖特性および自然環境での動態を学び、環境保全における微生物の役割を理解する。また、微生物反応の定量的把握やバイオテクノロジを導入した環境保全技術について講義する。
達成目標： 環境微生物およびその工学的応用の概要を理解し、微生物反応および生物学的排水処理プロセスを解析できる能力を身に付ける。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Objective: understand the basic knowledge on environemntal microorganisms as well as the use of microorganisms for engineered processes.
Outline: phylogeny, physiology, dynamics, and the roles of environmental microorganisms in nature is lectured. Quantitative microbial reactions and environmental conservation technologies using biotechnology are also introduced.
Goal: understand an overview of environmental microorganisms and their use in engineering. Aquire an ability to analyze microbial reactions and biological wastewater treatment processes.