生物代謝制御学

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
生物代謝制御学
Metabolic Regulation and Engineering
B304080001 2 3 後期授業 専門科目 CAAGC3324-J1 月2 B3-205,オンライン(中百舌鳥キャンパス) 谷 修治
三浦 夏子

オフィスアワー

谷修治 (金)12:10〜13:00(C17-228)
三浦夏子(金)12:00〜13:00( C17-213)

授業目標

生物代謝制御学は,生体内で起きる一連の化学反応により生産される代謝物質の網羅的な解析技術,あるいは目的の遺伝子のみを改変するゲノム編集技術の進歩と共に発展してきた新しい学問である.本講義では,新しい反応の導入による目的物質の生産や目的の形質をもつ生物を作出するために必要な基礎理論だけでなく,基礎から発展した応用研究の画期的な成果を理解する事を目標とする.具体的には,以下の知識を身につけることを目標とする.
1. 代謝産物の網羅的な解析技術
2. 化学反応を改変するための遺伝子組換え技術
3. 酵素の機能を改変するための遺伝子工学技術
4. 代謝経路を改変するための基礎理論
5. 代謝改変による目的物質の生産
6. 代謝改変による生物の特性改変

教科書

適宜プリントを配布する

参考書

代謝工学, グレゴリ・N・ステファノポーラス他著 (東京電気大学出版局 2002年) ¥7,800 + 税
応用微生物学第3版, 横田篤他著 (文永堂 2016年) ¥5,000 + 税

関連科目

発酵生理学, 代謝生化学,分子生物学, 分子遺伝学, 応用微生物学

授業時間外の学習(準備学習等について)

授業時間だけではこの講義の内容を完全に理解し,その理解を定着させることは困難であると考えます.特に復習をしっかりするために,講義ノートを読み返して内容を理解するよう努めると共に,参考書を活用して学習して下さい.尚,疑問点に関しては授業中でも随時質問して下さい.オフィスアワーは設定していますが,それ以外の時間でも質問を受け付けますので気軽に居室を訪れて下さい.

授業の概要

生物代謝制御の基本原理,ゲノム編集技術,代謝物の解析技術,代謝経路の調節,改変,合成に関する基礎理論とその応用について論じる。

授業計画

第1回 生物代謝制御学のエッセンス
(目標)本講義の全体内容について把握する.
準備学習等 シラバスを読んで理解しておく.
第2回 メタボローム解析
(目標)生体内の代謝産物(メタボライト)を網羅的に解析する技術の基礎とその応用を理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第3回 分子進化工学
(目標)人為的に進化のスピードを速めることで酵素の機能を改編する技術の基礎とその応用を理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第4回 ゲノム編集技術
(目標)CRISPR-Cas9に代表されるゲノム編集技術の基礎とその応用を理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第5回 古典的発酵プロセス
(目標)古典的なアミノ酸・核酸発酵について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第6回 代謝経路の調節
(目標)細胞全体レベルでの代謝経路調節機構について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第7回 代謝経路改変の実例1
(目標)微生物が利用可能な基質の範囲を拡張することにより,生産効率を改善する技術について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第8回 代謝経路改変の実例2
(目標)抗生物質生産を中心に,新規物質の生産方法について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第9回 代謝経路の合成
(目標)代謝経路合成のアルゴリズムの基礎理論を理解し,その応用例としてアミノ酸の生産について説明する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第10回 代謝フラックス解析
(目標)細胞の生理状態を把握するための基本的な指標となる代謝フラックス解析の基礎理論を理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第11回 細胞表層工学
(目標)有用物質生産プロセスの効率化に向けた微生物機能改編技術の基礎とその応用について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第12回 ミニマムゲノムファクトリ−
(目標)発酵生産において必要な遺伝子セットだけを持つ微生物の作出技術とその応用について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第13回 生物間相互作用による代謝制御
(目標)自然界において起きる生物間相互作用を介した代謝制御について理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第14回 スマートセルインダストリー
(目標)生物によるものづくりにおける画期的な成果を理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第15回 講義のまとめ
(目標)定期試験に向けて講義全体の概要を整理し理解する.
準備学習等 前回の目標について疑問点等を整理し,復習する.
第16回 試験 準備学習等 全講義を復習し,試験に備える

成績評価

授業目標(達成目標)の達成度で成績評価を行う.C (合格) となるためには全ての項目で基本的な問題が解けることが必要である.成績の評価は,平常点30点と期末試験70点の100点満点で行う.