全学教育科目

1年次で生命科学の最先端に触れる

入学して1年次は総合教育部で教養教育、基礎教育を受けます。選択できる全学教育科目のひとつとして、1学期には「科学・技術の世界 (はじめての生命科学)」2学期には「科学・技術の世界 (生命科学の最前線)」というカリキュラムがあり、本学科教員がオムニバス講義を開講します。

当学科でこれまで開講していた全学教育科目は、 平成22年度北海道大学シラバスコンクール 推薦科目にも選ばれ、授業構成と内容が評価された講義であり、その講義を担当していた教員達が平成29年度から新たに開講いたしました。

講義では、高分子機能学ならではのアプローチで数々の生命の現象や実験を紹介していきます。生命科学の最先端を知る機会として、生物、生命に興味のある多くの学生に受講してほしいと願っています。

2学期は高大連授業としても開講される場合もあるため、授業を担当する先生に、高校理科(物理、化学、生物)の学習項目との関連性をインタビューした一覧を掲載しています。 受講生が高校の教科書を復習する際の参考にしてください。

平成30年度 全学教育科目 講義予定一覧

タイトルをクリックすると講義内容詳細に飛びます。

第1学期 月曜5限(2単位)  ※5/16水のみ6限
「科学・技術の世界(はじめての生命科学)」

1. 生命を知る
4月16日 門出 健次 1. ガイダンス
4月23日 芳賀 永 2. 駆け巡る細胞たち-秩序をつくり、命を守る-
5月 7日 綾部 時芳 3. 腸はフロンティア
5月14日 西村 紳一郎 4. 「甘い言葉」の謎
5月16日 金城 政孝 5. 細胞の中のダイナミクス
5月21日 2, 3, 4回講義担当者 6. テーマディスカッション①
2. 生命を支える
5月28日 門出 健次 7. 化学で迫る
6月4日 姚 閔 8. 構造から迫る
6月11日 幸田 敏明 9. 遺伝子を変えて生命を知る
6月18日 5, 7, 8, 9回講義担当者 10. テーマディスカッション②
3. 生命を模倣する
6月25日 出村 誠 11. バイオミミクリーとバイオデザイン
7月2日 居城 邦治 12. 人工細胞は作れるか
7月9日 玉置 信之 13. スマートな分子
7月23日 グン 剣萍 14. 生き物の匠をまねる
7月30日 11, 12, 13, 14回講義担当者 15. テーマディスカッション③

第2学期 火曜1限(2単位)
「科学・技術の世界(生命科学の最前線)」

1. 生命を知る
10月2日 金城 政孝 1. ガイダンス
10月9日 石原 誠一郎 2. ふかふかベッドで健やかな細胞
10月16日 上原 亮太 3. 細胞はなぜ二倍体でないといけないのか「倍数性の生物学」
10月23日 中村 公則 4. 粘膜免疫の仕組みを知る
10月30日 2, 3, 4回講義担当者 5. テーマディスカッション①
2. 生命を支える
11月6日 谷口 透 6. 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学
11月13日 尾瀬 農之 7. 美しいタンパク質の意味を考える
11月20日 比能 洋 8. 糖と生命
11月27日 6, 7, 8回講義担当者 9. テーマディスカッション②
3. 生命を模倣する
12月4日 菊川 峰志 10. 光生物学への招待
12月11日 黒川 孝幸 11. 高分子ゲルから分かる生体軟組織のからくり
12月18日 10, 11回講義担当者 12. テーマディスカッション③
1月8日 相沢 智康 13. つくって役立つタンパク質
1月15日 北村 朗 14. 神経細胞を殺すタンパク質
1月22日 13, 14回講義担当者 15. テーマディスカッション④

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講義内容詳細 第1学期

4月16日 1.ガイダンス

門出 健次

本講義を受講するための案内や講義で使用するクリッカーの使用方法の説明を行います。また、担当する教員が所属している学科を紹介とともに担当教員の紹介と担当教員による研究紹介を行います。これから受講する「生命科学」を垣間見ることが出来ます。

キーワード : ガイダンス

4月23日 2. 駆け巡る細胞たち-秩序をつくり、命を守る-

芳賀 永

細胞は動く能力を備えています。細胞はこの動く能力を利用して、傷を修復したり、外敵から生命体を守ったりしています。ときには、細胞ががん化して悪性化すると、体内を動き回るというやっかいな現象(浸潤、転移)が起きることもあります。さらに、細胞が集団化すると、回転運動、波状運動、折り返し運動など様々な運動を示しながら立体的な組織や器官の形を作ります。本講義では細胞が動くメカニズムについて学びます。

キーワード : 細胞運動、形態形成、浸潤・転移

5月7日 3. 腸はフロンティア

綾部 時芳

私たちの腸(お腹)は、病原体をすばやく排除する一方、腸内細菌叢を形成する常在菌とは共生しています。小腸のパネト細胞が分泌する抗菌ペプチド(αディフェンシン)が、腸における戦争(排除)と平和(共生)をコントロールしていることがわかってきました。①毎日の食事、②腸内細菌、③腸上皮細胞の自然免疫で規定される“腸内環境”という最先端パラダイムから、健康と病気のメカニズムを考えてみましょう。腸でおきている生命医科学をわかりやすく学びます。

キーワード : 自然免疫、腸内環境、抗菌ペプチド、病気、免疫学、医学

5月14日 4. 「甘い言葉」の謎

西村 紳一郎

インフルエンザ、マラリア、エイズ、癌、アルツハイマー病、糖尿病、そしてこれらの疾患にも関係するメタボリックシンドロームなど我々は常に多くの病気や感染症の危険と向き合って生活している。医療技術の進歩やゲノム創薬の出現で「個の医療」という新たな考え方が提案されている。個の医療を実現するための新しい医薬品開発に「糖鎖工学」はという新しい領域からの挑戦について概説する。糖鎖とは「甘くない」お砂糖が表現する新しい言語である。

キーワード : 新薬開発、糖鎖工学、個の医療

5月16日(水)6限目 5. 細胞の中のダイナミクス

金城 政孝

細胞は、エネルギーを取り入れ、分裂して子孫を残す。従って生命の最小単位と考えられる。その細胞は非常に複雑な構造をしている。様々な小胞と呼ばれる小器官や細胞骨格があり、その隙間にタンパク質や核酸などの分子が存在している。細胞の機能に応じて、それらの分子は動いているのであろうか、それともその場所に留まっているのであろうか?そもそも狭い細胞の中で分子が動くことは可能なのであろうか?、などについて学びます。

キーワード : 拡散運動、能動輸送、細胞、ライブセルイメージング、一分子観察

5月21日 6. テーマディスカッション①

2, 3, 4回講義担当者

1学期開講の講義中2、3、4回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を知る」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

5月28日 7. 化学で迫る

門出 健次

私達の体で起こっていることは、すべて化学反応です。反応は酵素と呼ばれるタンパク質でコントロールされています。この酵素も化学物質の一種として、その化学構造が判明する時代になりました。ただし、複雑ですが。体の中の仕組みを化学、特に、有機化学で理解する学問が化学生物学といいます。講義では、化学生物学を使って、生物を理解する仕組みを紹介します。また、特に、右、左の化学物質の違いがどのように認識されるかを学習します。

キーワード : ガイダンス、化学生物学、創薬、キラリティー、タンパク質、立体化学

6月4日 8. 構造から迫る

姚 閔

生命を支えるタンパク質や核酸のかたちを原子の解像度で決定し、それに基づいて生命現象を説明しようとする学問分野を構造生物学と呼びます。近年、この分野は飛躍的な発展を遂げています。その結果、多くのタンパク質の機能がその構造から説明できるようになっています。それらの情報は医療や産業などさまざまな分野への応用が期待されています。本講義では、タンパク質構造の基礎を学びながら、日常生活とも密接な関係を持つタンパク質の構造解析について紹介します。

キーワード : タンパク質、X線構造生物学

6月11日 9. 遺伝子を変えて生命を知る

幸田 敏明

遺伝子を人工的に変化させた生物は、生命科学の進歩に重要な役割を果たしてきた。主に研究に使われるのはトランスジェニック動物やノックアウト動物である。この講義では、高等動物(特にマウス)の遺伝子を変えて、遺伝子の働きを調べたり、ヒトの病気のモデルとして研究する方法について解説します。

キーワード : 遺伝子組換え、ノックアウトマウス、病気と遺伝子

6月18日 10. テーマディスカッション②

5, 7, 8, 9回講義担当者

1学期開講の講義中5、7、8、9回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を支える」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

6月25日 11. バイオミミクリーとバイオデザイン

出村 誠

再生医療、食料生産、宇宙開発など科学技術はめざましく進歩した一方で、環境・エネルギー問題、感染症対策など人類は新たな課題を乗り越えなければなりません。特定の科学や研究分野からのアプローチだけでは解決できない問題が数多くあります。生物の「かたち」や「はたらき」をよく調べると、私たちの暮らしや産業に役立つ新しい発想が生まれます。この講義では複数の科学や学問を融合する目を養うことの大切さについてアクティブラーニングで学びます。
【反転学習リンク】 : http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infana/lecture.html

キーワード : デザイン、生体高分子バイオミミクリー

7月2日 12. 人工細胞は作れるか

居城 邦治

細胞は、タンパク質、脂質、核酸、糖などの生体分子同士が高度な分子認識により組織化された分子集合体システムです。分子同士が組織化する仕組みを解明できれば、生体触媒である酵素や細胞の形などを人工的に作り出し、究極には細胞の機能や形態をまねた人工細胞を作ることができるのでしょうか?このテーマに人類がこれまで取り組んできた研究成果を辿ることで、まねることの重要性を考えます。

キーワード : 分子系バイオミメティクス、超分子化学、ホストゲストケミストリー

7月9日 13. スマートな分子

玉置 信之

生体内では、タンパク質をはじめとして様々な分子がスマートに働いています。このような賢く機能する分子を人はどこまでデザインし、合成できるのか。本講義では、「全く新しい分子骨格をデザインする」と、「分子機械を合成する」に関して、具体的な研究例を紹介しながら、新分子骨格が新しい機能を創出すること、1つの分子の機能のみならず、複数分子の連携を考慮した分子システムとしての機能を設計することの重要性を解説します。

キーワード :  分子機械、有機合成、光スイッチ、モータータンパク質

7月23日 14. 生き物の匠をまねる

龔 剣萍

生体軟組織は水を含む柔らかい物質である。本講義は、化学力でゼリー状の物質であるゲルを軟骨のような強靭なものに作り替え、物理力でその強靭化の秘密を解き明かすことを実例に挙げながら、化学、物理、生物を融合することで生体軟組織のような機能性高分子ゲルの創製について概説する。

キーワード : 高分子、ゲル、軟組織、ソフトマター

7月24日 15. テーマディスカッション③

11, 12, 13, 14回講義担当者

1学期開講の講義中11、12、13、14回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を模倣する」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

講義内容詳細 第2学期

10月2日 1. ガイダンス

金城 政孝

本講義を受講するための案内や講義で使用するクリッカーの使用方法の説明を行います。また、担当する教員が所属している学科を紹介とともに担当教員の紹介と担当教員による研究紹介を行います。
これから受講する「生命科学」を垣間見ることが出来ます。

キーワード : ガイダンス

10月9日 2. ふかふかベッドで健やかな細胞

石原 誠一郎(生命を模倣する)

細胞は人間と同じように周りの「硬さ」を感じることができます。人間が眠るときにゴツゴツした硬い地面よりもふかふかなベッドを好むように、細胞にもお好みの「硬さ」があり、その硬さの環境があってはじめて細胞は正常な働きを行います。そのため、周囲の環境が細胞にとって好ましくない硬さになると、細胞は異常な挙動を起こしてしまいます。その一つの例が、がんです。この授業では細胞が「硬さ」を感じる仕組みと、それによって起こる生体内の現象を学びます。

キーワード : 細胞生物学、生物物理学、医工学

10月16日 3. 細胞はなぜ二倍体でないといけないのか「倍数性の生物学」

上原 亮太

高等真核細胞は通常母方父方のゲノムを1セットずつもつ二倍体状態で、分裂異常などを契機として細胞内のゲノムセット数(=倍数性)が変化すると細胞の形質は著しく変化することが知られています。二倍体状態からの逸脱は細胞ガン化、老化、生物進化などの根源的生命現象との密接な関係が推察されていますが、倍数性の変化が具体的に細胞形質をどう変化させ、これらの現象を惹起するのかはほとんど分かっていません。倍数性が細胞の性質を変化させるメカニズムに関する最新の知見と我々のラボの現在の挑戦について紹介します。

キーワード : 染色体、細胞分裂、ガン、老化

10月23日 4. 粘膜免疫の仕組みを知る

中村 公則

免疫は、はたらく場所によって全身免疫と粘膜免疫に分けることができます。粘膜免疫は、外界と接する生体の様々な場所の上皮系細胞と血液系細胞が関与する感染防御の最前線です。なかでも飲食物や微生物の刺激を常時受けている消化管は粘膜免疫の主な場です。この講義では腸上皮細胞やリンパ球などが活躍する最新の消化管粘膜免疫を紹介し、その正常と異常を知ることが炎症性腸疾患など多くの病気の克服に繋がることを学びます。

キーワード : 腸上皮細胞、リンパ球、炎症

10月30日 5. テーマディスカッション①

2, 3, 4回講義担当者

2学期開講の講義中 2、3、4回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を知る」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

11月6日 6. 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学

谷口 透

動物、植物、微生物などが産生する分子を天然物(てんねんぶつ)と呼びます。人類の歴史において、栄養、薬、毒などとして知られる物質のほとんどはこの天然物です。本講義では、有機化学を基盤として天然物を理解することによって、生命の仕組みや、生命進化についても学びます。

キーワード : 化学生物学、有機化学、抗生物質

11月13日 7. 美しいタンパク質の意味を考える

尾瀬 農之

タンパク質分子は、自然が長い年月をかけて作り上げた傑作の芸術品である。環境変化を鋭敏に感知し、シグナル伝達やスイッチ機構を備え、モーター駆動部を使って移動し、エネルギー燃焼部を使って困難な仕事(化学反応)を行う。個々のタンパク質は、必要とされる様々な機能を発揮するための最適な構造をしている。蛋白質の形そのものも美しいが,機能を発揮するために最適な形をしているということを知ったとき,美しい形の\奥に隠される美しい論理が見えてくる。

キーワード : 構造生物学、X線結晶学、タンパク質

11月20日 8. 糖と生命

比能 洋

光合成による糖の合成とその利用は生物界の根源的なエネルギーと物質の循環システムである。その利用において糖はエネルギー源や細胞壁等の構造材料にとどまらず、様々なシグナル分子としても生命活動を彩っている。本講義では細胞表面の多彩な糖の仲間(糖質)に焦点を当て、多細胞生物の成り立ちや共生、感染など、シグナルとしての糖質の機能とその機能を探求する上での問題点について紹介します。

キーワード : 糖質、エネルギー、シグナル分子、生命社会、感染・免疫、創薬

11月28日 9. テーマディスカッション②

6, 7, 8回講義担当者

2学期開講の講義中6、7、8回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を支える」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

12月4日 10. 光生物学への招待

菊川 峰志

生物は、自然環境を生き抜くために、光を利用するための分子機械(光受容蛋白質)を用いています。この蛋白質の基礎研究は、最近になって、“細胞活動を光で制御する分野”「光遺伝学」を産み出しました。この講義では、まず、光受容蛋白質に注目しながら、生物と光の係わりを概観し、次に、光受容蛋白質の中で何が起こっているのかを紹介します。また、新しい分野である「光遺伝学」が、私達に何をもたらすのかについても考えます。

キーワード : タンパク質、光生物、光遺伝学

12月11日 11. 高分子ゲルから分かる生体軟組織のからくり

黒川 孝幸

生きものの臓器・組織は人類が利用している工業材料とは全く異なる性質を持っています。酸素や栄養などの物質を透過できる、内部で化学反応が可能、変形できる、表面摩擦が低いなど、水を含んで柔らかい組織特有の性質を示します。このような物質状態をゲルと呼びます。なぜ生きものはゲルで構成されているのか、生体組織がゲルであることの必然性をゲルの機能性の理解を通して学びます。

キーワード : ゲル、生体組織、粘弾性、レオロジー

12月18日 12. テーマディスカッション③

10, 11回講義担当者

2学期開講の講義中10、11回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を模倣する」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学

1月8日 13. つくって役立つタンパク質

相沢 智康

タンパク質は様々な生命現象において重要な役割を担っていますが、その解析を進め、医療や産業への応用を目指す際には、機能を持ったタンパク質をどのように「上手につくる」のかが重要な鍵となります。これはタンパク質がどのように正しい立体構造を形成して機能を持つのかとも関連する問題です。本講義では、タンパク質を「上手につくる」技術が、研究や産業においてどのように応用されているのかについて学びます。

キーワード : タンパク質、遺伝子組換え、構造生物、産業利用

1月15日 14. 神経細胞を殺すタンパク質

北村 朗(生命を知る)

細胞を構成するタンパク質は機能を持っていますが,この機能が失われると細胞を死に至らしめてしまいます。このような細胞死が神経細胞で特異的に起こると,筋肉を動かしたり思考をしたりする神経活動が正しく行われなくなります。このような神経細胞を殺す原因として考えられているのが「タンパク質の凝集体」です。本講義では,タンパク質の凝集体が神経細胞を死に至らしめる機構について,最先端の知見を紹介します。

キーワード : 細胞生物学、生物物理学、神経科学、神経変性疾患、ALS、タンパク質の凝集体

1月22日 15. テーマディスカッション④

13, 14回講義担当者、金城 政孝

2学期開講の講義中13、14回の講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた「生命を模倣する」テーマの講義において、生命科学が様々な学問分野の融合であることを理解し、視野を広げられたことで、将来どのような科学・技術に応用可能であるかを教員と学生、学生と学生で確認、討論します。

キーワード : 生命科学