HCB.C411-3
講義名: Interdisciplinary Research Fundamentals(生化学、生物学)

講師: Takahashi Masayuki, PhD
コース: 生物学(生化学、細胞生物学)の基礎をカバーする。
コースの目的:最近の生物医学分野の研究の進展を理解するために必須の生体高分子や細胞機能に関する基礎的な概念を学ぶ
到達目標:
コース終了時には受講者は生命体の分子レベル、細胞レベルの基盤について説明することができる。
さらにどのように研究が進展してきたか、そして細胞の構造や機能を理解するために用いられる実験技術についての知見が得られる。

講義日程: 月曜日、午後 2 時 20 分―4 時 00 分

(2021 年 4 月 12 日－5 月 30 日)

成績評価:
以下の項目配分に基づいて、最終成績を 100 点満点で計算する。
-

講義出席と参加、貢献度（小テスト、質問等）
口頭発表 (トピック紹介)
筆記課題 (テスト)

30%
30%
40%

計

100%

（注）提出レポートに既存の文献（インターネット上の情報を含む）からの剽窃・盗用が発覚した際には、成績評価を 0 点とします。
場合によっては懲戒処分が本学から下される可能性があります。
参考文献

MIT Open course “Introduction to Biology” (Video Lectures)https://ocw.mit.edu/courses/biology/7-012-introduction-to-biology-fall-2004/video-lectures/*MIT Open course “Introductory Biology 2013” (Video Lectures)https://ocw.mit.edu/courses/biology/7-013-introductory-biology-spring-2013/video-lectures/

講義スケジュール週
1

テーマ
メンデルによる遺伝子の発見

2細胞分裂と染色体と遺伝子

3タンパク質の役割と構造

4DNA の役割と構造(複製と転写・翻訳)

5

細胞と体の構造

6

発生と stem cells

7

最終発表

論題
生命とは何か？ 生命体はどのような分子メカニズムで自分に似た子孫を生殖することができるのか？
生命体は細胞分裂により増殖する。細胞分裂には染色体の複製と分離が起こる。
染色体は対になっているが、そのうちの一つだけが子孫に伝わる。遺伝子も同様であることから染色体が遺伝子を担っていることが提唱された。
多くの生体反応がタンパク質により、進められていることが発見された。さらにタンパク質がアミノ酸のポリマーであること、アミノ酸配列により特異的な構造を取り、決まった生体反応を正確に進めることが分かった。
DNA により生命体の性格が決まることが実証された。そして DNA が塩基のポリマーであること、二つの相補的な二本のポリマー鎖からなっていることが分かった。Crick は DNA の二重鎖構造から、塩基の相補性を用い、同じ DNA を複製できること、DNA の塩基配列を用いてタンパク質のアミノ酸配列が決定されることを提唱した。（Central Dogma）
私たちの体は、良く組織立った細胞の集まりでできており、細胞自体も整った構造になって、生体反応が秩序良く行われるようになっている。
私たちは、一つの受精卵から始まっている。どのように一つの細胞から複雑な体が出来上がっていくのかがわかりつつある。また成人になった後も、stem cells が存在し、細胞の新陳代謝や傷の修復などのために新しい細胞を作っている。
授業に関連したトピックについて口頭発表 (5-10 分程度）
(最終評価) 筆記試験

参考文献 (章)Lecture 6
Genetics 1
Lecture 7
Genetics 2

Lecture 3
Biochemistry 2

Lectures 10 &11
Molecular
Biology 1 & 2*Lecture 21
Development
1*Lectures 22 &23
Development
2, Stem cells

Course title: Interdisciplinary Research Fundamentals (Biochemistry and Biology)
Instructor: Masayuki Takahashi, PhD
Description: This course introduces the fundamentals of biology (biochemistry, cell biology).
Course objective: To help students acquire basic concepts of cell functions and biologicalmacromolecules for deeper understanding of recent findings in biomedical research.
Goals: At the end of the course, students are expected to explain the molecular and cellular basis oflife. Students will also learn how important biological discoveries were made and what kinds ofexperimental techniques are used.
Schedule: Monday 14:20-16:00 (April 12 – May 31, 2021)
Grading:
Final grade will be calculated, on a scale of 0-100, based on the following:-Class attendance (exercises and participation)
Oral presentation
Writing assignments (exam)

30%
30%
40%

Total 100%
※ If the submitted report contains plagiarism from known documents (including information on theInternet), the grade of this class will be marked to be zero. In some cases, further disciplinary action
may be subjected by the University.
References
MIT Open course “Introduction to Biology” (Video Lectures)https://ocw.mit.edu/courses/biology/7-012-introduction-to-biology-fall-2004/video-lectures/*MIT Open course “Introductory Biology 2013” (Video Lectures)https://ocw.mit.edu/courses/biology/7-013-introductory-biology-spring-2013/video-lectures/

COURSE SCHEDULES
Week
1

Topic
Discovery of gene byMendel

2

Cell division/chromosome
segregation/ genes

3

Protein function andstructure

4

DNA function andstructure(replication, transcription& translation)

5

Cell and body structure

6

Cell differentiation andstem cells

7

Final presentation

Key questions (or activities)
What is life? How do living organisms
reproduce offspring of similar character?
Mendel proposed that some factors(genes), which control our characters,
are transmitted from one generation toanother without any modification.
Living organisms proliferate and grow bycell divisions, which are accompanied bychromosome segregation. Mode oftransmission of chromosomes tooffspring suggests that chromosomesbring genes.
Cellular functions, such as production ofenergy and cell components as well astransport of materials, are performed byproteins. Proteins are polymers of aminoacids and each has a particular structure
according to its amino acid sequenceand performs a specific function.
Griffith and his successors identified
DNA, a component of chromosome, as a
genetic material. Its structure (doublehelix) was then determined by Watson
and Crick. Crick proposed, from the DNA
structure, how genes on DNA arereproduced and how they dictate ourcharacters via protein production.
Our body is made by nice organization ofmany cells. Cells themselves are also
nicely organized for their function.
How is our body produced from one
fertilized egg, and maintained andrepaired during our life?
Oral presentation of research topics(5-10 min/presentation)(Final evaluation)
exercises and self-assessment

ReferenceLecture 6
Genetics 1

Lecture 7
Genetics 2

Lecture 3Biochemistry
2Lectures 10& 11
Molecular
Biology 1 & 2*Lecture 21
Development
1*Lectures 22& 23
Development
2, Stem cells