全学教育科目

1年次で生命科学の先端に触れる

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す。

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。

高大連授業である「はじめての生命科学」の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。

3つの主題

平成29年度 全学教育科目


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【講義予定一覧】

第1学期 月曜5限(2単位)※6/22木のみ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17日 門出 健次 1. ガイダンス
4月24日 芳賀 永 2. アスリートな細胞たち
5月 1日 門出 健次 3. 総合講義
5月 8日 金城 政孝 4. 細胞の中のダイナミクス
5月15日 綾部 時芳 5. 腸はフロンティア
5月22日 2, 4, 5回講義担当者、門出 6. テーマディスカッション①

2.生命を支える

5月29日 門出 健次 7. 化学で迫る
6月 5日 姚 閔 8. 構造から迫る
6月 12日 西村 紳一郎 9. 「甘い言葉」の謎
6月 19日 7, 8, 9回講義担当者、門出 10. テーマディスカッション②

3.生命を模倣する

6月22日 (6限) 出村 誠 11. バイオミミクリーとバイオデザイン
6月26日 玉置 信之 12. スマートな分子
7月3日 幸田 敏明 13. 遺伝子を変えて生命を知る
7月10日 グン 剣萍 14. 生き物の匠をまねる
7月24日 11, 12, 13, 14回講義担当者、門出 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3日 金城 政孝 1. ガイダンス
10月10日 北村 朗 2. 神経細胞を殺すタンパク質
10月17日 上原 亮太 3. 細胞が正しく二つに分かれる仕組み
10月24日 中村 公則 4. 粘膜免疫の仕組みを知る
10月31日 2, 3, 4回講義担当者、金城 5. テーマディスカッション①
 

2.生命を支える

11月7日 谷口 透 6. 栄養、薬、毒 〜天然物化学と生命科学
11月14日 未定 7. タンパク質の構造と未来社会
11月21日 比能 洋 8. 糖と生命
11月28日 6, 7, 8回講義担当者、金城 9. テーマディスカッション②
 

3.生命を模倣する

12月5日 菊川 峰志 10. 光生物学への招待
12月12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19日 10, 11回講義担当者、金城 12. テーマディスカッション③
1月9日 相沢 智康 13. つくって役立つタンパク質
1月16日 古澤 和也 14. 生き物のかたちづくりを試験管内で再現する
1月23日 13, 14回講義担当者、金城 15. テーマディスカッション④

講義内容詳細

4月17日 門出 健次

1. ガイダンス

 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24日 芳賀 永

2. アスリートな細胞たち

 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、折り返し運動などアスリートさながらに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1日 門出 健次

3. 総合講義

5月8日 金城 政孝

4. 細胞の中のダイナミクス

 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15日 綾部 時芳

5. 腸はフロンティア

 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22日 2,4,5回講義担当者、門出

6. テーマディスカッション①

 1学期開講の講義中 2、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「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29日 門出 健次

7. 化学で迫る

 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5日 姚 閔

8. 構造から迫る

 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12日 西村 紳一郎

9. 「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

6月19日 7,8,9回講義担当者、門出

10. テーマディスカッション②

 1学期開講の講義中 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22日6限 出村 誠

11. バイオミミクリーとバイオデザイン

 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

6月26日 玉置 信之

12. スマートな分子

 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3日 幸田 敏明

13. 遺伝子を変えて生命を知る

 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

7月10日 グン 剣萍

14. 生き物の匠をまねる

 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 11, 12, 13, 14回講義担当者、門出

15. テーマディスカッション③

 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

10月3日 金城 政孝

1. ガイダンス

 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10日 北村 朗

2. 神経細胞を殺すタンパク質

 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

10月17日 上原 亮太

3. 細胞が正しく二つに分かれる仕組み

 生命の基本単位「細胞」はその内容物を複製して、それらを均等に分配しながら自ら二つに分裂することで、いのちを次世代細胞へと継承します。正確な細胞分裂を実現するために、細胞はどのように内容物を配置し、分裂位置を決め、自ら力を出して二つに分かれるのでしょうか?本講義では自律的な分裂制御の分子メカニズムに関する最新の知見を解説します。さらに、細胞分裂という基本的生命現象が個体発生、医療、生態系といった広範な生命科学研究分野とどのような関わりを持つかを考察します。
キーワード  細胞分裂、細胞骨格、顕微鏡観察

10月24日 中村 公則

4. 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

10月31日 2, 3, 4回講義担当者、金城

5. テーマディスカッション①

 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7日 谷口 透

6. 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

11月14日 未定

7. タンパク質の構造と未来社会

 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ロボットである。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。天然の分子ロボットの機構が解明されていけば、次の世代では、自然界に存在しない新しい分子ロボットを開発することも夢ではない。
キーワード  構造生物学、X線結晶学、タンパク質

11月21日 比能 洋

8. 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

11月28日 6, 7, 8回講義担当者、金城

9. テーマディスカッション②

 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5日 菊川 峰志

10. 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

12月12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

 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19日 10, 11回講義担当者、金城

12. テーマディスカッション③

 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9日 相沢 智康

13. 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

1月16日 古澤 和也

14. 生き物のかたちづくりを試験管内で再現する

 生き物のかたちは最初は単純な球ですが、次第に私たちの体のような複雑なかたちへと自発的に変わっていきます。もし生き物のかたち作りを試験管の中で再現することができたならば、移植医療や新しい薬の開発に利用できる人工の組織や臓器を提供することができるようになります。このような夢の技術を達成するためには、生物学だけでなく、物理学や化学、さらには機械工学など様々な研究領域との融合が必要となります。この講義では融合科学の観点から、生き物のかたち作りを試験管内で再現する技術をどのようにして実現するのかを学びます。
キーワード  生体材料学、細胞生物学、組織工学、再生医療、細胞と細胞外基質、細胞培養技術

1月23日 13, 14回講義担当者、金城

15. テーマディスカッション④

 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