細胞の構造生物学-2013

講師	藤吉好則特任教授
開講部局	教養教育院 2013年度後期
対象者	農学部／情報文化学部（自然）・医学部／理学部１年生

はじめに

ヒトを分子レベルから理解することができると、本当に「分かった」と思えるので楽しいし、創薬などの応用的な観点からも興味深い。このような学問分野を言い表すために、「構造生理学」という言葉を使っている。この言葉は、あまり一般的ではないので、授業の科目名としては、「細胞の構造生物学」としている。ヒトは細胞が多く集まって形作られているので、分子レベルからヒトを理解するためにも細胞について基礎的な知識を学ばなければならない。そして、細胞を分子レベルから理解しようとすると「細胞の分子生物学」を学ばなければならない。これは、世界的に最も多くの生物分野の学生が勉強している教科書のタイトルである。この最も基礎的な部分を構造的な視点から見直すことによって、「細胞の分子生物学」を構造から深く理解できるようにしたい。生物学を「なるほど」と思えるようなレベルで理解できるようにすることによって、構造生理学という分野を楽しんでほしいと思っている。

授業の工夫

多くの素晴らしい教科書が作られているが、現状では、ヒトを分子レベルから理解する上で「なるほど」と思えるような、日々新しく加わってきている知識も含んだ最新の情報から解説している教科書は存在していない。それゆえ、まだ教科書にも書かれていない最新の論文からの情報をできる限り含んだ授業としたい。「細胞の構造生物学」では、分子の構造が重要で、構造を示す図が大切である。それ故、最新の論文などから作製したプリントを毎回配布する。その場合に、複雑な分子の構造をできる限り理解しやすく表示するには、カラーの図が大切であるので、配布する資料はカラーの図を中心とする。

講義の中心的な内容は、分子生物学におけるセントラルドグマとされる NDA から RNA の転写とその制御、そしてタンパク質の翻訳などの分子機構について以下の 1 課題あたり 1〜2 週程度で授業を行う。

1.細胞の構造と生物
2.分子生物学の中心命題
3.核酸の構造と機能
4.原核生物と真核生物の転写制御機構
5.ヒストン、クロチンの構造と機能
6.RNA ポリメラーゼと転写機構
7.リボゾームの詳細な構造を含む翻訳機構
8.分子レベルから観た脳の機能
9.構造生理学の現状

なお、記憶を助け、理解を深めるには、目で読むだけでなく、手を動かして実際に自分でノートをとることが大切である。それゆえ、配布する資料には詳しい解説は載せないで、基本的に図を中心とした資料としている。これらの図を参考にしながら、授業を聞いて自分でノートをとり、メモを書いてほしい。

授業を受けている全員がどの図を見ればよいかを示すために、パワーポイントを使って図を示しながら授業を進めるが、必ず黒板（白板）に板書するので、それを書き写すとともに、話す内容もできる限り書き留めるようにしてほしいと考えている。

講義で話したい内容は、基礎的なレベルから、最新の情報まで膨大である。しかし、できる限り良いノートを各自で作ってもらえるように努力したい。

本授業の目的およびねらい

世界的に最も多くの生物学分野の学生や大学院生が勉強している教科書と考えられる「細胞の分子生物学 (Molecular Biology of the Cell)」の中心的、基礎的な部分を構造の視点から見直すことによって、細胞の分子生物学をより分かりやすく解説する。高校で生物学を勉強していなかった学生にも分かるような解説を目指すと共に、構造から深く理解することによって生物学が科学として面白いことを再確認できるような授業を行いたい。

履修条件あるいは関連する科目等

知識は無くてもよい。生物に興味があること。

授業内容

1.細胞の構造と生物
2.分子生物学の中心命題
3.DNA の構造と機能
4.原核生物の転写調節機構
5.真核生物の転写調節機構
6.クロマチンの構造と機能
7.RNA ポリメラーゼによる mRNA 合成
8.翻訳機構：タンパク質の合成
9.分子レベルから見た脳の機能

教科書

現状では適当な教科書は無い。毎回プリントを配布して資料とする。

参考書

細胞の分子生物学(Molecular Biology of the Cell)
現代生物科学入門3
構造機能生物学

注意事項

配布資料に書き込んでもよいので、ノートを必ずとること。