2024年度学院等開講科目生命理工学院生命理工学系

分子生物学第一

開講元: 生命理工学系
担当教員: 山口雄輝 / 刑部祐里子 / 相澤康則
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7-8 (M-278(H121)) / 金7-8 (M-278(H121))
クラス: -
科目コード: LST.A208
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
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

セントラルドグマを構成するDNA複製、転写、翻訳という３つの重要な過程について、それぞれの分子機構を詳細に解説するとともに、それらに関連するDNA修復、DNA組換え、RNAプロセシング、タンパク質の翻訳後修飾、フォールディング、品質管理、ユビキチン・プロテアソーム系などの分子機構についても解説する。

生命活動を細胞レベルで支える基本的な分子装置への理解を深めることで、高次生命機能への理解に結びつけたり、工学的応用を目指せるようにすることが本講義のねらいである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
なお、本授業科目は分子生物学第二、生物化学第一、同第二と関連が深いので、それらと合わせて履修することを推奨する。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）セントラルドグマを構成するDNA複製、転写、翻訳という３つの重要な過程について、それぞれの分子機構を詳細に説明できる。
２）セントラルドグマに関連するDNA修復、DNA組換え、RNAプロセシング、タンパク質の翻訳後修飾、フォールディング、品質管理、ユビキチン・プロテアソーム系などの分子機構について、それぞれの基本的な分子メカニズムを説明できる。

キーワード

セントラルドグマ、DNA複製、転写、翻訳、DNA修復、DNA組換え、RNAプロセシング、クロマチン、エピジェティクス、タンパク質のフォールディングと翻訳後修飾

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

毎回、講義内容の理解度を確認するための小テストを行い、成績評価に用いる。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	DNAとゲノムの構造	DNA二重らせん構造の詳細を理解し、DNAのトポロジーやトポイソメラーゼの働きを説明できるようになる。さらに染色体やクロマチン構造、セントロメア、テロメア、その他リピート配列についても理解し、ゲノムの研究法を説明できるようになる。
第2回	DNA複製：DNA複製の全体像	半保存的複製、トポロジー問題、末端複製問題といったDNA複製の全体像を理解し説明できるようになる。
第3回	DNA複製：DNA複製の各段階	DNA複製の各段階の分子機構を理解し説明できるようになる。
第4回	DNA修復	DNA修復の様々な経路、具体的には直接修復、塩基除去修復（BER）、　ヌクレオオチド除去修復（NER）、ミスマッチ修復、二本鎖切断修復等を理解し説明できるようになる。
第5回	DNA組換え	DNA相同組換えの分子機構や生理学的意義、ホリデイ構造、トランスポゾンの転移や部位特異的的組換えの機構等を理解し説明できるようになる。
第6回	転写：転写の基本概念	遺伝子の構造、RNAポリメラーゼの種類や構造、転写の開始・伸長・終結機構等を理解し説明できるようになる。
第7回	転写：細菌の転写制御	大腸菌の転写制御のしくみをlacオペロンやtrpオペロンを例に説明できるようになる。
第8回	転写：真核生物の転写制御	真核生物に固有なエンハンサーや転写調節因子の構造や機能を理解し説明できるようになる。
第9回	転写：真核生物のクロマチン制御、エピジェネティクス	真核生物に固有なクロマチンレベルの制御やエピジェネティック制御を理解し説明できるようになる。
第10回	RNAのプロセシングと分解：真核mRNAのプロセシング	mRNAのキャッピング、スプライシング、ポリ(A)付加等の分子機構を理解し、選択的スプライシングの制御機構やその生理学的意義を説明できるようになる。
第11回	RNAのプロセシングと分解：非コードRNAのプロセシング、RNA分解	非コードRNAのプロセシング、リボザイム、RNA分解経路、RNAi、品質管理機構等を理解し説明できるようになる。
第12回	翻訳：翻訳の一連の過程	コドン表、ニーレンバーグとマターイの実験、tRNAとリボソームの構造、アミノアシルtRNA合成酵素、翻訳の開始・伸長・終結の分子機構を理解し説明できるようになる。
第13回	翻訳：フォールディングと翻訳後修飾	タンパク質のフォールディング、分子シャペロンの役割、翻訳後修飾の種類や機能的意義を理解し説明できるようになる。
第14回	タンパク質のプロセシングと分解	タンパク質の品質管理、ユビキチン・プロテアソーム系、リソソーム系、プリオン病等を理解し説明できるようになる。

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，毎回の授業内容に関する予習と復習をしっかり行うこと。

教科書

細胞の分子生物学　第6版（Alberts 等ニュートンプレス）
ヴォート生化学第４版（下）(東京化学同人）

参考書、講義資料等

ヴォート生化学第４版（上）(東京化学同人）
ワトソン遺伝子の分子生物学第7版 (東京電機大学出版局)

成績評価の方法及び基準

小テスト：35点（2.5点×14回）
期末試験：65点

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが、生物化学第一を履修していることが望ましい。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

山口：yyamaguc[at]bio.titech.ac.jp、相澤：yaizawa[at]bio.titech.ac.jp、刑部：osakabe.y.ab[at]m.titech.ac.jp