2024年度学院等開講科目生命理工学院生命理工学系

生命情報学

開講元: 生命理工学系
担当教員: 北尾彰朗 / 山田拓司
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (M-278(H121)) / 金3-4 (M-278(H121))
クラス: -
科目コード: LST.A246
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、生命科学・情報科学・統計力学の融合により誕生したバイオインフォマティクス（生命情報学）の基礎を学習する。
山田：ゲノム、メタゲノム解析の基盤となるバイオインフォマティクスの基礎の理解（6回）
北尾：生命の微視的状態の情報と巨視的状態の情報を結びつける統計力学を学ぶ。（8回）

到達目標

山田：バイオインフォマティクスの基盤的知識の理解
北尾：統計力学と生命現象の関係の理解

キーワード

生命情報学、データベース、配列解析、系統解析
物理化学、熱力学、統計力学、生物物理学

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

授業では各回のトピックについて説明を行ない、必要に応じて課題を出し理解を深める。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	バイオインフォマティクスの概要（山田１）	ツール、データベースとその意義
第2回	ゲノムと遺伝子（山田２）	遺伝子の概念、遺伝子構造アノテーション、遺伝子機能アノテーション
第3回	バイオインフォマティクスを支える大規模実験（山田３）	DNAシーケンサーとその原理
第4回	メタゲノムゲノム解析：ショットガンと16S（山田４）	メタゲノムの概念、系統とそのアサイメントの理解、遺伝子機能アノテーション
第5回	ゲノム・メタゲノム解析における統計解析（山田５）	統計量、検定の概念、群間比較
第6回	バイオインフォマティクスにおける機械学習（山田６）	機械学習の生命科学分野での応用事例
第7回	微視的状態と確率（北尾１）	生物における巨視的状態と微視的状態を理解する
第8回	微視的状態と確率（北尾２）	確率の基礎と微視的状態の関係を理解する
第9回	統計集団の基礎１（北尾３）	統計集団(小正準集団)について理解する
第10回	統計集団の基礎２（北尾４）	統計集団（正準集団）について理解する
第11回	統計集団の基礎３（北尾５）	統計集団（その他の集団）について理解する
第12回	統計集団の応用１（北尾６）	統計集団のいくつかの応用例(2状態モデル等)について理解する
第13回	統計集団の応用２（北尾7）	統計集団のいくつかの応用例(2状態鎖状分子モデル等)について理解する
第14回	統計集団の応用３（北尾８）	統計集団のいくつかの応用例(調和振動子等)について理解する

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし。

参考書、講義資料等

日本バイオインフォマティクス学会（編）「バイオインフォマティクス入門」 ISBN-13: 978-4766422511
マウントデービッド W. (著)「バイオインフォマティクスゲノム配列から機能解析へ第2版」 ISBN-13: 978-4895924269
演習熱力学・統計力学(セミナーライブラリ物理学)広池和夫、田中実　ISBN-13: 978-478190964
大学演習熱学・統計力学　久保亮五 (著)　ISBN-13: 978-4785380328

成績評価の方法及び基準

授業中に課す課題やレポートで評価する

履修の条件・注意事項

特になし