1年次で生命科学の最先端に触れる
「科学・技術の世界」、「一般教育演習」
1年次全学教育科目の教養科目・主題別科目区分で、1学期「科学・技術の世界 （はじめての生命科学）」、2学期「科学・技術の世界 （生命科学の最前線）」が開講されます。また、2020年度から新たに全学教育科目１学期「一般教育演習（持続可能な開発目標(SDGs)と生命科学）」も開講しています。
これらは、理学部生物科学科（高分子機能学専修分野）の教員が担当します。
数々の生命の現象や実験をオムニバス形式で講義します。テーマディスカッションやクリッカー・クイズなどアクティブラーニングによる学生との対話授業を進めます。生命を「知る・支える・模倣する」科学の観点から学び、社会・環境・経済・AIとの”意外なつながり”を認識する機会として、多くの学生に受講してほしいと願っています。
2023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。
講義日程が変更になる場合もあります。
第1学期 月曜5限 開講予定
「科学・技術の世界（はじめての生命科学）」
| 4月10日 | 黒川 孝幸 | 1． | ガイダンス |
| 4月17日 | 居城 邦治 | 2． | なぜ分子は自然に集まるのか？ |
| 4月24日 | 第2回講義担当者 | 3． | ディスカッション① |
| 5月1日 | 龔 剣萍 | 4． | ソフトマターと生命 |
| 5月8日 | 第4回講義担当者 | 5． | ディスカッション② |
| 5月15日 | 西村 紳一郎 | 6． | 「甘い言葉」の謎 |
| 5月22日 | 第6回講義担当者 | 7． | ディスカッション③ |
| 5月29日 | 相沢 智康 | 8． | つくって役立つタンパク質 |
| 6月5日 | 第8回講義担当者 | 9． | ディスカッション④ |
| 6月12日 | 中垣 俊之 | 10． | 身近で不思議な原生生物の世界 |
| 6月19日 | 第10回講義担当者 | 11． | ディスカッション⑤ |
| 6月26日 | 尾瀬 農之 | 12． | 蛋白質の美しい形と意味 |
| 7月3日 | 第12回講義担当者 | 13． | ディスカッション⑥ |
| 7月10日 | 黒川 孝幸 | 14． | 生き物の匠をまねる |
| 7月24日 | 第14回講義担当者 | 15． | ディスカッション⑦ |
第2学期 月曜5限 開講予定
「科学・技術の世界（生命科学の最前線）」
| 10月2日 | 比能 洋 | 1． | ガイダンス |
| 10月16日 | 石原 誠一郎 | 2． | ふかふかベッドで健やかな細胞 |
| 10月23日 | 中島 祐 | 3． | 生物と材料が織りなすソフト＆ウェットな世界 |
| 10月30日 | 谷口 透 | 4． | 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学 |
| 11月6日 | 第2, 3, 4回講義担当者 | 5． | 最前線訪問① |
| 11月13日 | 中村 公則 | 6． | 粘膜免疫の仕組みを知る |
| 11月20日 | 上原 亮太 | 7． | 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」 |
| 11月27日 | 菊川 峰志 | 8． | 光生物学への招待 |
| 12月4日 | 第6, 7, 8回講義担当者 | 9． | 最前線訪問② |
| 12月11日 | 北村 朗 | 10． | プロテオスタシスの仕組み－タンパク質による恒常性の維持－ |
| 12月18日 | 中岡 慎治 | 11． | 数学を通して理解する生命現象 |
| 12月25日 | 李 响 | 12． | 生命のナノ構造 |
| 1月15日 | 第10, 11, 12回講義担当者 | 13． | 最前線訪問③ |
| 1月22日 | 比能 洋 | 14． | 糖と生命 |
| 1月29日 | 第14回講義担当者 | 15． | 総合ディスカッション |
講義内容詳細 第1学期
1.ガイダンス
大学１年生（文系・理系）が初めて学ぶ科学・技術の世界の中で、「生命科学」分野の授業です。初回は履修ガイダンス。授業担当の学科について紹介を行います。また、授業の進め方（学生参加のクリッカー利用練習、ディスカッションの方法など）、成績評価レポートについて説明します。
キーワード : ガイダンス
2. なぜ分子は自然に集まるのか？
細胞の中では様々な分子が相互作用しています。例えば、細胞膜は脂質分子が向きを揃えて整列・会合した二分子膜からできています。酵素は基質となる分子の特定の位置と結合して、基質を合成・分解します。DNAは相補的な水素結合で結ばれた塩基対によって二重らせん構造を形成します。多数のアミノ酸が連なるポリペプチドはおりたたまれて3次元構造を作ります。このように生体では分子は自然と集まり働いているように見えます。なぜ、分子は自然に集まるのでしょうか？本講義では、物理化学の観点からその理由を考えるともに、それらを模倣した分子系バイオミメティクスについて紹介します。
キーワード : 自己組織化、自己集合、超分子化学、ホスト―ゲスト化学、物理化学
3. ディスカッション①
第2回講義担当者
1学期開講の講義中 第2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、グループ討論、発表
4. ソフトマターと生命
生体は骨、歯、爪をのぞけば、やわらかい軟組織（Tissue）で構成されている。生体の優れた機能のほとんどはこの軟組織が担っている。筋肉が鋭敏で高効率なエンジンとして力を生み、強靱な腱がその力を骨に伝えて関節を動かし、軟骨が大荷重に耐えながら関節の滑らかな動きを保障する。本講義は、生体軟組織はどのような仕組みでこのような優れた機能を生み出しているのか、ソフトマター科学から理解する。
キーワード : ソフトマター、ゲル、水、軟組織
5. ディスカッション②
第4回講義担当者
1学期開講の講義中 第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、グループ討論、発表
6. 「甘い言葉」の謎
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、ウィルス糖タンパク質
7. ディスカッション③
第6回講義担当者
1学期開講の講義中 第6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、グループ討論、発表
8. つくって役立つタンパク質
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
9. ディスカッション④
第8回講義担当者
1学期開講の講義中 第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、グループ討論、発表
10. 身近で不思議な原生生物の世界
原生生物とは、例えばアメーバやゾウリムシのような概ね単細胞性の真核生物を指しています。ちょっとした水場や土壌など身近な場所に沢山棲息していますが、その多様な形態と運動様式はまだあまり知られておりません。様々な原生生物の映像を見ながら原生生物の豊かな生態を学びます。特に、単細胞といえどもおかれた環境に応じて案外巧みな行動を示すことに焦点を当てます。
キーワード :原生生物、プロチスタ、アメーバ、繊毛虫、粘菌、系統分類、行動生態学、数理モデル
11. ディスカッション⑤
第10回講義担当者
1学期開講の講義中 第10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、グループ討論、発表
12. 蛋白質の美しい形と意味
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 :タンパク質、構造生物学
13. ディスカッション⑥
第12回講義担当者
1学期開講の講義中 第12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、グループ討論、発表
14. 生き物の匠をまねる
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
15. テーマディスカッション⑦
第14回講義担当者
1学期開講の講義中 第１３、１４回講義を総括し、総合討論を行います。これまで学んできた講義において、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、グループ討論、発表
講義内容詳細 第2学期
1. ガイダンス
大学１年生（文系・理系）が初めて学ぶ科学・技術の世界の中で、「生命科学」分野の授業です。初回は履修ガイダンス。授業担当の学科について紹介を行います。また、授業の進め方（最前線訪問の方法など）、成績評価レポートについても説明します。
キーワード : ガイダンス
2. ふかふかベッドで健やかな細胞
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。本講義では細胞が「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，メカノバイオロジー
3. 生物と材料が織りなすソフト＆ウェットな世界
生物は、力強く運動し、栄養を取り込んで成長し、また様々な環境変化に対応することが出来ます。これら生物のダイナミックな性質は、生物が柔らかく水を含んだ「ソフト＆ウェット」な素材で出来ていることに由来しています。近年、生物と同じくソフト＆ウェットな材料である「ゲル」を用いて、生物のように優れた機能を持つ人工材料が創製されつつあります。本講義では、生物に学び、生物を超える最新のゲル材料について紹介します。
キーワード : 材料創製、ゲル、生体組織、バイオミメティクス
4. 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学
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
5. 最前線訪問①
第2, 3, 4回講義担当者
2学期開講の講義中 第2, 3, 4回の講義から、興味を持ったテーマ一つを選択し研究現場の見学を交えながらより詳細な研究紹介や質疑応答（ディスカッション）を行います。本講義では3テーマの講義ごとに現場訪問を行い、座学の知識がどのように生まれ、どのように今後発展するかを繰り返し学びます。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実例を介して学びます。
キーワード : 生命科学、最前線、未来
6. 粘膜免疫の仕組みを知る
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
7. 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」
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
8. 光生物学への招待
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
9. 最前線訪問②
第6, 7, 8回講義担当者
2学期開講の講義中 第6, 7, 8回の講義から、興味を持ったテーマ一つを選択し研究現場の見学を交えながらより詳細な研究紹介や質疑応答（ディスカッション）を行います。本講義では3テーマの講義ごとに現場訪問を行い、座学の知識がどのように生まれ、どのように今後発展するかを繰り返し学びます。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実例を介して学びます。
キーワード :生命科学、最前線、未来
10. プロテオスタシスの仕組み－タンパク質による恒常性の維持－
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。このような細胞の生死を含めた恒常性がタンパク質の働きにより維持されている状態を「プロテオスタシス」と言います．プロテオスタシスがおかしくなると，様々な恒常性の破たんが起こり，個体では病気の原因になることもあります．本講義では，プロテオスタシスの維持機構と，それが破たんした時におこる病気（疾患）のうち，特に神経変性疾患や老化の例を説明しながら，プロテオスタシス研究最前線の内容を紹介します。
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
11. 数学を通して理解する生命現象
計測や通信情報技術が発達したことで、動物の動きや気候といった生物の環境の状態を把握できるようになった。ミクロの世界では、遺伝子発現の状態を網羅的に計測できるようになり、生命活動の一端を表すデータや知見が得られるようになっている。この講義では、様々な生命現象に関するデータの解析手法、数理モデルと呼ばれる刻々と時間変化する状態を記述する数学手法、コンピューターによるシミュレーションなど、生命現象を理解するための数学について紹介します。
キーワード : 数理生物学、数理モデリング、データサイエンス
12. 生命のナノ構造
生き物は丸みのある形を取っていますが、ナノレベルで見ると、実は無数の紐（高分子）からできています。これらの紐が高次構造を形成し、さらに複合体を形成することで、複雑に制御された機能を発現しています。本講義では、光・X線・中性子などの量子ビーム散乱を用いてナノ構造を観測する方法をご紹介します。ぜひ一緒に、逆空間の世界でのナノ構造や分子運動を見てみましょう。
キーワード : 高分子、ナノ構造、逆空間
13. 最前線訪問③
第10, 11, 12回講義担当者
2学期開講の講義中 第10, 11, 12回の講義から、興味を持ったテーマ一つを選択し研究現場の見学を交えながらより詳細な研究紹介や質疑応答（ディスカッション）を行います。本講義では3テーマの講義ごとに現場訪問を行い、座学の知識がどのように生まれ、どのように今後発展するかを繰り返し学びます。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実例を介して学びます。
キーワード : 生命科学、最前線、未来
14. 糖と生命
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
15. 総合ディスカッション
第14回講義担当者
グループディスカッションを行います。第14回講義を題材にまずテーマディスカッションを行い、続いて2学期開講の講義全体を振り返り生命科学とは何かを過去、現在、未来をテーマにディスカッションします。コロナ等の状況に応じて内容を変更することがあります。
キーワード : 生命科学、最前線、未来