【生物物理学Ⅰ】
(Biophysics Ⅰ)
 
単  位:2単位 単位認定者: 米田茂隆
授業時期: 前期 15コマ 科目分担者: 大石正道
授業形態: 講義 週1コマ
 
授業の目的

情報科学を利用した生物物理学的な研究手法について、その基本的概念と応用例を学習し、学習した手法を実際の研究に際して自由自在に応用できるようになることを目標とする。

教育内容

情報科学を利用した生物物理学的な研究手法とは、広い意味でバイオインフォマティクスと呼ばれる方法であり、インターネット上で公開されているデータベースを使用した遺伝子配列とアミノ酸配列の検索と解析、コンピュータ・グラフィックスを用いた蛋白質や核酸などの生体高分子の描画と操作、分子動力学シミュレーションをはじめとする生体高分子の原子レベルでのエネルギーと運動の解析を含む。これらの方法の基本的概念と応用例を学習する。

教育方法

講義を行うとともに、部分的に実際にコンピュータとネットワークを使用した演習も取り入れる。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

バイオインフォマティクス概説

米田

バイオインフォマティクス(生物情報科学)のさまざまな分野の概説する。

2回

コンピュータ・グラフィックス

米田

生体高分子を描画、操作するためのプログラムPymollの使用例を学習する。

3回

Pymolの演習

米田

Pymolの操作を実際にコンピュータを操作して習得する。

4回

最先端の分子動力学シミュレーション

米田

イオンチャネルなどに関する欧米での最先端の巨大な分子動力学シミュレーションの紹介する。

5回

AMBER

米田

分子動力学シミュレーションのプログラムAMBERの概説と使用方法を学習する

6回

AMBERの演習

米田

実際にAMBERを使用してシミュレーションを実行し、そのアニメーションをPymolで描画する。

7回

分子動力学シミュレーションの技法

米田

分子動力学シミュレーションの基本的な計算技法を学習する。

8回

原子運動の統計力学

米田

分子動力学シミュレーションの基礎となる統計力学を学習する。

9回

ウイルス外殻蛋白質の構造

米田

口蹄疫ウイルスとライノウイルスの外殻蛋白質の構造の詳細を学習する。

10回

周期的境界条件と回転対称性境界条件

米田

分子集合体の境界条件の設定について学習する。

11回

ゲノム解析の概説

大石

ゲノム解析(遺伝子の網羅的解析)の概説と研究法を紹介する。

12回

ゲノム・データベース

大石

ヒトゲノムマップおよびゲノムデータベースの利用法を学習する。

13回

比較ゲノム学の概説

大石

各種生物のゲノム比較による有用遺伝子や疾患関連遺伝子の探索法について解説する。

14回

相同性検索プログラムBLAST検索

大石

DNAの部分塩基配列から遺伝子を同定する方法を習得する。

15回

プロテオーム・データベース

大石

蛋白質データベースの概説と使用方法を学習する

 
到達目標

学習したバイオインフォマティクスの手法を実際の研究に際して自由自在に応用できるようになる。

評価基準

レポート等で総合的に評価する。

準備学習
(予習・復習)

授業内容の要点をまとめたプリントを配布するので、授業後にも、それを用いて復習すること。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 (なし)
参考書 (なし)