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近年、分子レベルにおける生命科学の解明がすすみ、様々な化学反応が生命を維持するのに働くことが詳細にわかってきた。これらの化学反応の多くは非常に微小な変化であるが、遺伝子発現や様々なタンパク質間相互作用の制御に重要な働きを持つ。本特別講義では「生命科学における化学反応」に焦点を絞り、生体成分である核酸、蛋白の相互作用や機能を分子レベルで理解することを目的とする。特に、水素結合や疎水相互作用など、弱い相互作用の特徴とその共同効果ならびにエントロピーとエンタルピーの補償則についても詳細に説明する。
In recent years, the understanding of life science at the molecular level has advanced and it has become clear in detail that various chemical reactions work to maintain life. Although many of these chemical reactions only induce changes at the molecular level, they play an important role in controlling gene expression and various protein-protein interactions. In this special lecture, we will focus on "Chemical Reactions in Life Science" and aim to understand the interaction and function of biological components such as nucleic acids and proteins at the molecular level. In particular, the properties and synergetic effects of weak interactions, such as hydrogen bonding and hydrophobic interactions, will be explained in detail. The rules of entropy and enthalpy compensation are also described.
生命科学において分子間の相互作用、さらに化学反応は非常に重要な役割を果たしている。本授業では核酸、たんぱく質を例にとりこれらの分子の相互作用について解説し、生体内における機能について概説する。さらに生命現象をコントロールする化学反応についても概説したい。本授業では非常に単純な化学反応さらには非常に精密な分子認識が生命現象を制御していることについて理解することを目的とする。
The molecular interaction and chemical reaction plays the important roles in life science. In this class, I will present about these molecular interactions in the nucleic acid and protein and the function in vivo. In addition, I would like to talk about the chemical reactions for control of the life phenomena. The objective of this class is the understanding that the life phenomena are controlled by the simple chemical reaction and precise molecular recognition.
生命を構成する生体物質の代謝の主要な反応について学ぶ。また、これらの反応に関与する生体分子の性質や合成・分解などついて学ぶ。さらにこのような反応や代謝が、そのような生命現象と結びついているかを学ぶ。
This class deals with the followinｇ subjects: structure and characteristics of major biological materials; metabolism of major biological materials; chemical reactions supporting the metabolisms; involvement of the metabolism and the chemical reactions in biological phenomena.
専門教育過程での諸分野の学習に備え、生命現象を科学として理解するための基礎的な知識と考え方を学び、医療従事者としてヒトの疾患の理解に必須の基本的な概念を習得することを目的とする。
前半の講義では、生命現象の化学的側面に注目して、特にそのミクロな立場からの理解を進める。そしてタンパク質、核酸、糖、脂質といった生体物質の成り立ちとその変化はどのようなものか、について考えていく。生体を構成する物質は多種多様であり、その変化も非常に複雑である。しかしながら単に現象を解説し記憶するだけのようなものではなく、物事の“なぜ”にこたえられるよう、また「代謝学」・「医科学」・「生化学」をより具体的にとらえることのできるよう実際の事例なども交え講義の進行をはかる。
後半は、環境科学、遺伝学、免疫学やヒトの疾患の病態学まで講義を進める。
In this lecture, we will focus on the chemical aspects of life phenomena and promote understanding them from a micro perspective. Then, we will consider the formation of biological molecules such as proteins, nucleic acids, sugars, and lipids, and what their changes are. There are a wide variety of substances that make up living organisms, and their changes are very complex. However, the lecture is not just a matter of explaining and memorizing phenomena, but to be able to respond to the "why" of things. The lecture will be planned to understand "metabolism/biochemistry" with actual examples.
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。
目的：
生物についての基礎知識を細胞・分子レベルで学ぶ。
概要：
生物の構成要素となるタンパク質、糖質、脂質を理解し、どのように関わりあって生命を維持しているのか、メカニズムを理解するとともに、利用を図るための基礎知識を学ぶ。
Object：
This course provides students with basic knowledge on biology.
Summary：
The goal is to understand proteins, carbohydrates and lipids as cellular components, and their functional mechanisms.
（１） 核酸の構造
（２） DNA：複製，修復，組換え
（３） 転写とRNAプロセシング，翻訳
（４） 遺伝子発現の調節
分子生物学のうち，遺伝情報の貯蔵，伝達，発現の分子機構を論じる．
(1) Nucleic Acid Structures
(2) DNA Replication, Repair, and Recombination
(3) Transcription and Translation
(4) Eukaryotic Gene Expression
あらゆる生命現象は、階層的な生体構造中においてタンパク質、DNA、RNA、脂質、糖などの様々な生体分子が動的に相互作用することで発現しています。生命現象を分子レベルで理解するために、構造生物学による生体高分子の構造情報、生化学や生物物理学的手法による機能およびダイナミクス解析、次世代シークエンス技術とバイオインフォーマティクスによる遺伝情報解析、先端的なイメージング手法によるin vivo観察などが複合的に使われます。本授業では現代の生命科学を推進する重要な研究手法の基礎と具体的な研究例を学びます。
Various biological phenomena are expressed as the results of dynamic interactions of biomolecules such as proteins, DNA, RNA, lipids and sugars in multilevel structures of living systems. To understand these phenomena at the molecular level, various technologies and methodologies are used including the structural analyses of biopolymers, the biochemical and biophysical analyses of protein functions and dynamics, the genetic information analyses using bioinformatics and next generation sequencing, and the in vivo observations based on the advanced imaging techniques. In this seminar, students study basics and applications of the important research methods that propel the current molecular life sciences.
我々の生体を構成している糖・脂質・蛋白質（アミノ酸）・核酸（ヌクレオシド・ヌクレオチド）について学び、生命現象の化学的駆動原理について理解するとともに、その化学構造解析の手法について学ぶ。
This course aims to learn about sugars, lipids, proteins (amino acids), nucleic acids (nucleoside, nucleotide) to understand chemical principle of life. In addition, this course will provide the method of structural analysis of these compounds.