全学教育科目

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。

2021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)」

1. 生命を知る
4月12日 黒川 孝幸 1. ガイダンス
4月19日 芳賀 永 2. がん細胞の動きを止めろ!
4月26日 2回講義担当者 3. テーマディスカッション①
5月10日 金城 政孝 4. 細胞の中のダイナミクス
5月17日 綾部 時芳 5. 腸はフロンティア
5月20日(木6) 4,5回講義担当者 6. テーマディスカッション②
2. 生命を支える
5月24日 姚 閔 7. 構造から迫る
5月31日 西村 紳一郎 8. 「甘い言葉」の謎
6月7日 7, 8回講義担当者 9. テーマディスカッション③
6月14日 門出 健次 10. 化学で迫る
6月21日 中岡 慎治 11. 数学を通して理解する生命現象
6月28日 10, 11回講義担当者 12. テーマディスカッション④
3. 生命を模倣する
7月5日 出村 誠 13. バイオミミクリーとバイオデザイン
7月12日 黒川 孝幸 14. 生き物の匠をまねる
7月19日 13, 14回講義担当者 15. テーマディスカッション⑤

第2学期 火曜1限  開講予定
「科学・技術の世界(生命科学の最前線)」

1. 生命を知る
10月5日 比能 洋 1. ガイダンス
10月12日 石原 誠一郎 2. ふかふかベッドで健やかな細胞
10月19日 中村 公則 3. 粘膜免疫の仕組みを知る
10月26日 2, 3回講義担当者 4. テーマディスカッション①
11月2日 上原 亮太 5. 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9日 尾瀬 農之 6. 美しいタンパク質の意味を考える
11月16日 5, 6回講義担当者 7. テーマディスカッション②
2. 生命を支える
11月30日 谷口 透 8. 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学
12月7日 比能 洋 9. 糖と生命
12月14日 菊川 峰志 10. 光生物学への招待
12月21日 8, 9, 10回講義担当者 11. テーマディスカッション③
3. 生命を模倣する
1月11日 中島 祐 12. 生物と材料が織りなすソフト&ウェットな世界
1月18日 北村 朗 13. 神経細胞を殺すタンパク質
1月25日 相沢 智康 14. つくって役立つタンパク質
2月1日 12, 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

 1.ガイダンス

黒川 孝幸

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。授業担当の学科紹介とともに講義の担当予定教員の紹介を行います。また、授業の進め方(学生参加のクリッカー利用練習、テーマ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. がん細胞の動きを止めろ︕

芳賀 永

がんは日本人の死因の第1位であり、いまや2人に1人ががんになるといわれています。がんが進行すると、がん細胞は動く能力を獲得して体中のあちこちに移動し、新たな腫瘍を形成します。この現象は浸潤、転移とよばれ、がんで亡くなる患者の8~9割を占めます。したがって、がん細胞の動きを止めることが治療の大きな課題となっています。本講義では、がん細胞が動くメカニズムとそれを止めるための最新の技術について学びます。

キーワード : がん、細胞運動、浸潤・転移

 3. テーマディスカッション①

2回講義担当者

1学期開講の講義中 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. 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. 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

 6. テーマディスカッション②

4, 5回講義担当者

1学期開講の講義中 4、5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

 7. 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

 8. 「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、ウィルス糖タンパク質

 9. テーマディスカッション③

7, 8回講義担当者

1学期開講の講義中 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. 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 : 化学生物学、創薬、キラリティー、タンパク質、立体化学

11. 数学を通して理解する生命現象

中岡 慎治

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する。

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. テーマディスカッション⑤

10, 11回講義担当者

1学期開講の講義中 10、11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

13. 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、持続可能な開発目標(SDGs)、生体高分子バイオミミクリー

14. 生き物の匠をまねる

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

15. テーマディスカッション④

13, 14回講義担当者

1学期開講の講義中 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

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講義内容詳細 第2学期

 1. ガイダンス

比能 洋

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。授業担当の学科紹介とともに講義を担当する教員の授業予定を紹介を行います。また、授業の進め方(学生参加のクリッカー利用練習、テーマ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

石原 誠一郎

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. 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

 4. テーマディスカッション①

2, 3回講義担当者

2学期開講の講義中 2、3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

 5. 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

 6. 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

 7. テーマディスカッション②

5, 6回講義担当者

2学期開講の講義中 5、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. 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

 9. 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

 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

11. テーマディスカッション③

8, 9, 10回講義担当者

2学期開講の講義中 8、9、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. 生物と材料が織りなすソフト&ウェットな世界

中島 祐

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

13. 神経細胞を殺すタンパク質

北村 朗

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

14. 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

15. テーマディスカッション④

12, 13, 14回講義担当者

2学期開講の講義中 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

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