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講義概要/Course Information

2024/07/19 現在

科目基礎情報/General Information

授業科目名 /Course title (Japanese)	化学生命工学特論
英文授業科目名 /Course title (English)	Selected Topics in Chemistry and Biotechnology
科目番号 /Code
開講年度 /Academic year	2024年度	開講年次 /Year offered	全学年
開講学期 /Semester(s) offered	前学期	開講コース・課程 /Faculty offering the course	博士前期課程、博士後期課程
授業の方法 /Teaching method	講義	単位数 /Credits	2
科目区分 /Category	大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ
開講類・専攻 /Cluster/Department	基盤理工学専攻
担当教員名 /Lecturer(s)	○新井　敏、○玉田　太郎
居室 /Office	安井(玉田)：東6-936 ・平田(新井)：東6-635
公開E-mail /e-mail	myasui@uec.ac.jp、shuzohirata@uec.ac.jp
授業関連Webページ /Course website	なし
更新日 /Last update	2024/06/25 17:40:51	更新状況 /Update status	公開中 /now open to public

講義情報/Course Description

主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters）	【主題1/Topic1】 玉田 太郎　Taro Tamada：中性子を用いた構造生物学／Neutrons in structural biology 【達成目標/goals】 生命現象の多くは様々なタンパク質の働きによって制御されている。本講義ではタンパク質の立体構造に基づいて、タンパク質の機能を原子のレベルで明らかにすることについて概説する。特に、タンパク質の立体構造を決定する手法としての中性子にフォーカスし、X線との違いや特徴も含めて解説する。また、取得したタンパク質の立体構造の利用についても、民間企業における研究経験も踏まえて紹介する。これらの講義内容を通じて、立体構造を用いたタンパク質の機能の理解と構造情報を利用した応用展開を説明できるようになることを達成目標とする。 Many biological phenomena are controlled by the function of various proteins. In this lecture, I will outline the elucidation of protein function at the atomic level based on the tertiary structure of proteins. In particular, the lecture will focus on neutrons as a method for determining tertiary structure, including the differences and characteristics between neutrons and X-rays. I will also introduce the use of the obtained tertiary structures for industrial applications. The goal of this course is to understand the functions of proteins using tertiary structures and to explain the applications of structural information. 【主題2/Topic2】 新井　敏/Satoshi Arai：細胞機能を観る・操作するためのケミカルバイオ（入門から応用まで）/ Chemical biology toward visualization and manipulating of cellular functions (from introduction to applications) 【達成目標/goals】 近年、化学・生物・物理学などの伝統的なカテゴリーが希薄になり、それらの融合研究が加速している。本講義では、特に、化学と生物の融合領域であるケミカルバイオロジー・ナノバイオサイエンスの基礎と最先端研究を学ぶ。まず、生命科学分野を正しく理解するための基礎となる原子・分子レベルの化学や、核酸・タンパク質・細胞などの基本的な生物学を学ぶ。これを踏まえて、細胞内で起こる現象をナノレベルで可視化する技術や、分子の動きを捉える先端イメージング技術に触れる。更に、生命機能を操作するためのバイオテクノロジー研究の最先端を紹介する。 本講義は、これまで生物や化学を本格的に学んだことがない学生も対象に、生命科学分野の最先端研究を理解し、世の中にあふれる生命科学の要素（mRNAワクチン、ゲノム編集など）を的確に理解するための基礎も身につけることを学習目標とする。 "Recent years, old-fashioned categories such as chemistry, biology, and physics have become less distinct, and interdisciplinary research in these areas has accelerated. This intensive course focuses specifically on the fundamentals and cutting-edge research in the field of chemical biology and nanobioscience, which is the fusion of chemistry and biology. First, students can learn the basics of chemistry, as well as fundamental biology such as nucleic acids, proteins, and cells, in order to properly understand the life sciences. Building on this foundation, this class will address techniques for visualizing phenomena within cells at the nano/micro scale. Additionally, the course will introduce the latest research in biotechnology aimed at manipulating biological functions. Notably, this course is designed to provide students, including those who have not previously studied biology or chemistry extensively, with a solid understanding of cutting-edge research in the life sciences."
前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters）	特になし　None in particular
前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters）	特になし　None in particular
教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters）	特になし　None in particular
授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters）	玉田　Tamada 第1回　タンパク質の基礎／Basic of protein 第2回　構造生物学の歴史／History of structural biology 第3回　複数の構造解析手法／Multiple methods of structural biology 第4回　中性子の特徴／Characteristics of neutrons 第5回　中性子構造解析の実際／Examples of protein neutron crystallography 第6回　構造情報の利用／Applications of structural information 第7回　振り返りとまとめ／Review and summary 第8回　講演：中性子を用いた構造生物学／Neutrons in structural biology (Open seminar) 新井　Arai 第1回　生命科学のためのミニマムな生物・化学①/Minimal knowledge of biology and chemistry for life sciences Part 1 第2回　生命科学のためのミニマムな生物・化学②/Minimal knowledge of biology and chemistry for life sciences Part 2 第3回　生命機能を観る・操作するケミカルバイオロジー①/Chemical biology for visualization and manipulating of cellular functions Part 1 第4回　生命機能を観る・操作するケミカルバイオロジー②/Chemical biology for visualization and manipulating of cellular functions Part 2 第5回　光るタンパク質を使うバイオイメージングの基礎/Fundamentals of bioimaging using fluorescent proteins emitting fluorescence 第6回　可視化技術の多様化とバイオテクの拡張①/Diversification of imaging techniques and expansion of biotechnology Part 1 第7回　可視化技術の多様化とバイオテクの拡張②/Diversification of imaging techniques and expansion of biotechnology Part 2 第8回　【講演】細胞にお灸を据える細胞熱工学/[Lecture] Thermal cell engineering using nano-sized “moxa”
実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience	本科目は、受講生の視野を広げるため、化学・生命科学分野で経験豊富な講師をお招き して開講されます。 This class is given by the two lecturers who have rich experience in the research field of chemistry and biotechnology for broadening your horizons.
授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters）	予習：特に無し 復習：ノートを取り、分からない点や説明が足りないと感じる部分は、参考書等につい て図書館を利用するなどして調べたり、知人や教員に質問したりして解決する。 Preparation of the class: None in particular Review: If you have unclear points in the class, check the textbooks and the references and ask questions to the lecturer to resolve them.
成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters）	授業での議論のアクティヴィティとクオリティ（60％）、およびレポート（40％）で評 価。 Grades are evaluated based on activity and quality of discussion in the class (60%) and reports (40%).
オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters）	質問は授業の時間内に受け付けます。授業時間外には学内の紹介教員が連絡対応するので、紹介教員のオフィスアワーをご利用下さい。 玉田 (安井 東6-936)、新井 (平田 東6-635) We will accept questions within class hours. Please refer to the office hours of the referral faculty members as the faculty will contact you outside of class hours.
学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters）	玉田 Tamada 量子科学技術研究開発機構の玉田太郎と申します。出身研究室の先輩である安井正憲先生からのお声掛けで本集中講義を担当させていただくこととなり、大変光栄に感じています。本講義では、私の学生時代・民間企業・国の研究機関での研究経験を通じて、学び・習得したことを皆さんと共有し、我々の身体に無数にあるタンパク質の「かたち」と「はたらき」の面白さに少しでも興味を持っていただければよいなと思っています。 I’m Taro Tamada from the National Institutes for Quantum Science and Technology (QST). It is my great honor to have an opportunity the lecture in UEC. In this lecture, I’d like to talk about the structure-function relationships of proteins based on my experience. I hope that you will learn the interesting relationship between "forms" and "functions" of proteins through this lecture.
その他 /Others	夏季休業中の集中講義で実施予定 玉田 Tamada ８月２１日（水）２限～５限 ８月２２日（木）２限～５限　東5-341教室              Aug. 21(Wed), Aug. 22(Thu) 新井 Arai ９月１７日（火）２限～５限 ９月１８日（水）２限～５限　東5-341教室            Sept. 17(Tue), Sept. 18(Wed) This lecture will be held as an intensive lecture during the summer vacation.   As soon as the date is decided, it will be posted here.
キーワード /Keywords	玉田 Tamada：タンパク質の構造機能相関、構造生物学、中性子／Structure-function relationships of proteins, Structural biology, Neutron