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授業科目名 特別講義III
時間割番号 LBT447
担当教員名 西野　達哉
開講学期・曜日・時限 集中・(未登録)・(未登録) 単位数 1
＜対象学生＞
生命工学科3年次生以上
＜授業の目的＞
生命工学研究の最前線「実践 バイオインフォマティクス解析」
近年の生命科学は生体分子の配列解析や構造解析を通じて膨大な情報がデータベースに蓄積されている。生命情報の取り扱いはバイオインフォマティクスと呼ばれ、その重要性は増す一方である。そこで本講義では、講義を通じてタンパク質の配列や立体構造のバイオインフォマティクスを理解する。さらに、PC演習を通じてデータベース利用法や立体構造描画法、タンパク質や生体分子の構造解析手法を身に付けることで、生命科学の理解を深めることを目的とする。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
生命環境学部>生命工学科向け
記号コンピテンシー（能力・資質）説明 
BT-A専門実践力生命工学分野の専門的な知識と技術を応用し、新しいバイオテクノロジーへ活用できる。◎
BT-B共通教養様々な学問分野の考え方当該科目の学問分野(人文･社会･自然･健康科学等)の考え方を説明できる。○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
BT
1講義を通じて学んだタンパク質の配列や立体構造のバイオインフォマティクスの基礎を説明できる。BT-A
2PC演習を通じてデータベースを利用したり、立体構造を描画したり、回折データに基づく構造決定を実践することができるようになる。BT-B
＜成績評価の方法＞
目標No割合評価の観点
150%授業時の質疑応答、Moodle上での復習課題、レポートにより理解度を評価する。
250%授業時の演習や質疑応答、Moodle上での演習課題、レポートにより理解度・技術定着度を評価する。
合計100% 
＜授業の方法＞
・面接授業により、授業および演習を行う。感染症拡大状況に応じて面接授業とライブ型の併用実施の可能性も有るため、事前の通知を確認すること。
・事前学習を必須とする。
・講義内容の理解度を確認するため、逐次、ディスカッションを行う。
・各演習では課題を出す。
・講義および演習の双方についてレポートを課す。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
近年の生命科学は生体分子の配列解析や構造解析を通じて膨大な情報がデータベースに蓄積されています。生命情報の取り扱いはバイオインフォマティクスと呼ばれ、その重要性は増す一方です。そこで本講義では、講義を通じてタンパク質の配列や立体構造のバイオインフォマティクスを理解することを目的とします。さらに、PC演習を通じてデータベース利用法や立体構造描画法を身に付けることで、生命科学の理解を深めることを目的とします。そのため、本特別講義では、PC演習を通じて実際に手を動かしてバイオインフォマティクスを学んでいただきます。各自PCを持参してください。
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
  1. 中村春木編, 見てわかる構造生命科学 : 生命科学研究へのタンパク質構造の利用, 化学同人, ISBN:4759815775,
    (2014年出版)

  2. 藤博幸編, よくわかるバイオインフォマティクス入門, 講談社, ISBN:4065138213,
    (2018年出版)

  3. 広川貴次, 美宅成樹著, Webで実践生物学情報リテラシー, 中山書店, ISBN:4521737722,
    (2013年出版)
＜授業計画の概要＞
1タイトルバイオインフォマティクスのイントロダクション／配列解析
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてバイオインフォマティクス／配列解析の予習を行う。
・授業内容に基づいてバイオインフォマティクス／配列解析の復習を行い、
　Moodleに課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・バイオインフォマティクスのイントロダクションについて学ぶ。ソフトウエアの
　インストールと起動テストを行う。
・配列解析について学ぶ。演習にて相同性検索とマルチプルアラインメントを行う。
2タイトルタンパク質のドメイン・アミノ酸配列からの構造予測とデザイン
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてタンパク質のドメイン・アミノ酸配列からの構造予測とデザインに関する予習を行う。
・授業および演習内容に基づいてタンパク質のドメイン・アミノ酸配列からの構造予測とデザインに関して復習を行い、Moodleに
　課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・タンパク質のドメインについて学ぶ。演習にて構造バイオインフォマティクスを行う。
・アミノ酸配列からの構造予測とデザインについて学ぶ。演習にてタンパク質の二次構造予測を行う。
3タイトルタンパク質の立体構造／タンパク質や核酸、糖の立体化学
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてタンパク質の立体構造／タンパク質や核酸、糖の立体化学の予習を行う。
・授業および演習内容に基づいてタンパク質の立体構造／タンパク質や核酸、糖の立体化学に関する復習を行い、Moodleに
　課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・タンパク質の立体構造について学ぶ。演習にてタンパク質の三次構造予測を行う。
・タンパク質、核酸、糖の立体化学を学ぶ。演習にて綺麗な立体構造図を作る。
4タイトルタンパク質の立体構造解析の基礎／タンパク質の構造解析手法
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてタンパク質の立体構造解析の基礎／タンパク質の構造解析手法に関する予習を行う。
・授業および演習内容に基づいてタンパク質の立体構造解析の基礎／タンパク質の構造解析手法に関する復習を行い、
　Moodleに課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・タンパク質の立体構造解析の基礎を学ぶ。演習にて異なる立体構造解析法と得られる構造情報の違いを学ぶ。
・タンパク質の構造解析手法を学ぶ。演習にて様々な解析手法によって得られる結果を比較する。
5タイトルタンパク質のX線結晶構造解析と電子密度の計算
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてタンパク質のX線結晶構造解析と電子密度の計算に関する予習を行う。
・授業および演習内容に基づいてタンパク質のX線結晶構造解析と電子密度の計算に関する復習を行い、
　Moodleに課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・タンパク質のX線結晶構造解析を学ぶ。演習にて結晶化の原理や技術を理解する。
・X線結晶構造解析と電子密度の計算を学ぶ。演習にて電子密度図を計算して表示する。
6タイトルX線結晶構造解析と位相決定方法／分子置換法による立体構造決定
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいてX線結晶構造解析と位相決定方法／分子置換法による立体構造決定の予習を行う。
・授業および演習内容に基づいてX線結晶構造解析と位相決定方法／分子置換法による立体構造決定に関する復習を行い、
　Moodleに課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・X線結晶構造解析と位相決定方法を学ぶ。演習にて異なる位相決定方法によって得られた構造解析結果を
　比較する。
・分子置換法によるタンパク質立体構造決定を学ぶ。演習にて分子置換方法のチュートリアルを試す。
7タイトル分子置換法による初期位相の取得とモデル構築／構造の精密化とモデルの修正
事前学習
事後学習		・配布資料に基づいて分子置換法による初期位相の取得とモデル構築／構造の精密化とモデルの修正の予習を行う。
・授業および演習内容に基づいて分子置換法による初期位相の取得とモデル構築／構造の精密化とモデルの修正の復習を行い、
　Moodleに課題を提出する。わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容・分子置換法による初期位相の取得とモデル構築を学ぶ。演習にて初期位相の取得とモデルの構築を実践する。
・構造の精密化とモデルの修正を学ぶ。演習にて精密化とモデルの修正方法を実践する。
8タイトル総括
事前学習
事後学習		これまでの配布資料を復習して到達度評価試験に臨む。
到達度評価試験に関して自身が理解できたところと出来なかったところを確認する。
わからなかったところは教員に質問してさらに理解を深める。
授業内容Moodleを使った到達度評価試験と総括を行う。
＜実務経験のある教員による授業科目の概要＞
生物分子工学研究所、 ウィーン分子病理学研究所（オーストリア）、オックスフォード大学生化学部（イギリス）、国立遺伝学研究所分子遺伝研究部門での実務に関連して、染色体分配機構に関する細胞構造生物学的研究や国内外の研究機関に関する実務経験について講義する。
＜備考＞
(未登録)