60840
ゲノムデザイン学
GENOME DESIGN

2 単位
実施形態 完全オンライン
開催日程 秋学期
担当教員 河野 暢明（コウノ ノブアキ）
関連科目 前提科目（推奨）: B6161,B6160,B6159,B6158,B6151
前提科目（関連）: C2064,C2063,B6008,60820
開講場所 TTCK
授業形態 講義、グループワーク
履修者制限
履修条件

 

 

 

 
使用言語 日本語
連絡先 ciconia@sfc.keio.ac.jp
授業ホームページ
同一科目

 

 
学生が利用する予定機材/ソフト等

オンライン授業を受けられるインターネット・PC環境

Remote learning environment
設置学部・研究科 政策・メディア研究科
大学院プロジェクト名

 
大学院プロジェクトサブメンバー

 

 
ゲストスピーカーの人数 0
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GIGAサティフィケート対象
最終更新日 2020/09/17 13:34:17

科目概要

ゲノムは生命の未知なる情報が集約した設計図であるとの期待を背負い、約半世紀以上昔から分子生物学における一次情報の一つとして扱われてきた。様々な技術革新によってゲノムを決定することに払われる労力は激減し、ゲノムを如何に活用するかという視点が重要になってきた。しかしながらその一方で、人類はゲノムに書かれた情報を真の意味で理解することの困難さに直面し始めた。ゲノムは設計図と言われる通り生命現象を規定するあらゆる情報が記述されているが、個別の意義や役割まで理解するにはさらに膨大な実験や検証を続けなければならない。ゲノム情報の個別理解は連動した生命現象の構成的な理解を助けることは出来ない。本科目ではゲノム科学の生い立ちから、ゲノムの設計原理、デザイン余地、利用方法、を系統的に講義しながら、未来型のゲノムデザインを実現するために取り組むべき課題を履修者と共に議論しながら進めていく。

For more than half a century now, a genome has been a blueprint for the mystery of life. The genome has been treated as one of the primary information in molecular biology. Several technological innovations have drastically reduced the amount of effort spent on determining the genome sequences. Then, "how to use it" has become more important than observing a string of letters. At the same time, however, people have been faced with the difficulty of truly understanding the information written in the genome sequence. The genome is a blueprint, describing all the information that governs the phenomena of life. However, a great deal of further experimentation and verification is required to understand the life systems generated by the interaction of genomic elements. A separate understanding of genome information cannot help us to know the interlocking biological phenomena. This course is designed to provide a systematic introduction to the origins of genomics, the principles of genome designing biology, designable parameters, and usage of the genome. Furthermore, we will discuss and consider the issues that need to addressed to realize the genome designing biology.

授業シラバス

主題と目標／授業の手法など

現在のゲノム編集技術は既存の生物機能を除去、改変、または移植するという遺伝学的アプローチに基づいており、その名の通り既存の生物ゲノムを「編集」して利用しています。しかし遠くない未来、全ゲノムを丸ごと自在に合成できるような時代を向かえることになるでしょう。そしてそんな時代にはゲノムを一から「記述する」ことが可能となり、ホスト生物の様々な制約から解き放たれたバイオテクノロジーが可能になります。これはゲノム科学における産業革命となり、大きなゲームチェンジが起こると思われます。そうした未来を想定した時、分子生物学はどんな現在を進み、未来を描くべきでしょうか。

本科目はゲノム科学の基本的な知識と関連技術に関しては講義形式ですすめ、各回ごとにテーマに沿ったディスカッションを履修者と行っていく事で、未来に先駆けたゲノムデザイン学の形成を目指します。

Current genome engineering technologies are based on genetics designed to delete, edit, or transfer existing known elements. As the name implies, it is based on the "editing". However, in the not-too-distant future, we could be headed for an era in which whole genomes can be synthesized at will. Moreover, in such an era, it will be possible to "describe" the genome from scratch. The future will enable biotechnology to be unleashed from the various limitations of the host organism or environment. The change will be an industrial revolution in genome science and will be a significant game-changer. How should molecular biology move forward and envision the present and future?

This course has two formats, lecture for the basic knowledge of genomics and related technologies and discussion for realizing the future genome designing biology.

教材・参考文献

「ゲノム 新しい生命情報システムへのアプローチ第2版」T.A.Brown【著】;村松正實監 訳 メディカル・サイエンス・インターナショナル ISBN:0471250465
板谷光泰‘合成生物学’, 浅島誠・他編、 シリーズ現代生物科学入門9、第2章「ゲノム構造の再編成」、pp35-65岩波書店 (2010)

提出課題・試験・成績評価の方法など

授業での質疑や発表の内容で評価します。

Evaluation is based on assignments given in each class.

履修上の注意

期間集中型の講義のため、原則TTCK生のみ履修可
ただしオンラインでの参加を前提とするためSFC側でもスケジュールが合う場合には履修を許可します。

【授業スケジュール】 （9月17日修正）（10月7日修正）
10/8(木)3, 4, 5限、10/15(木)3, 4, 5限、10/19(月)3, 4,限、10/29(木)3,4限

Intensive course for TTCK students.
It is also possible for SFC students to take this course if the schedule allows.

【Class schedule】 10/8 3,4,5 period, 10/15 3,4,5 period, 10/19 3,4 period, 10/29 3,4 period

授業計画

第1回 イントロダクション
[Introduction]

 

「ゲノムデザイン学」の概要と授業の全体像を説明します。

Overview of this course.

 

第2回 ゲノムデザインの最前線
[What is a genome designing biology.]

 

最新論文を交えながらゲノムデザインの世界を紹介します。

Introduction of a genome designing biology.

 

第3回 最新論文調査
[Review of the literature]

 

ゲノムデザインに関する論文の調査をしていただきます。

Review the latest research papers about genome designing biology.

 

第4回 ゲノム概論 -分子生物学とゲノム-
[Genomics -Molecular biology-]

 

分子生物学におけるゲノムの歴史について講義します。

History of the molecular biology and genomics.

 

第5回 ゲノム概論 -ポストゲノムとシステム生物学-
[Genomics -Post-genomics and systems biology-]

 

ゲノム解析がもたらした分子生物学の発展と課題について講義します。

History of the post-genomics and systems biology.

 

第6回 ゲノム概論 -ディスカッション-
[Genomics -Discussion-]

 

生命を理解するとは、そのためにゲノムが果たせる役割とは何かについて議論します。

What is the role of the genome in understanding a life?

 

第7回 ゲノム設計 -原核生物ゲノムを例に-
[Genome design -Prokaryotic genome-]

 

微生物のゲノムを例に設計原理を講義します。

Genomic structure in prokaryotes.

 

第8回 ゲノム設計 -真核生物ゲノムを例に-
[Genome design -Eukaryotic genome-]

 

真核生物のゲノムを例に設計原理を講義します。

Genomic structure in eukaryotes.

 

第9回 ゲノム設計 -ディスカッション-
[Genome design -Discussion-]

 

ゲノムをデザインする上で必要な設計原理は何かについて議論します。

What is the principle rule for designing a genome?

 

第10回 ゲノムの操作
[Genome engineering technologies]

 

ゲノムを扱うための操作・編集技術に関して講義します。

Introduction of the genome engineering technologies.

 

第11回 ゲノムを扱う課題 -ディスカッション-
[Genome engineering -Discussion-]

 

ゲノムに関する様々な技術を踏まえ、将来的にどういった技術が求められるか、またその課題に関して議論します。

What kind of technology will be required in the future?

 

第12回 最新論文調査
[Review of the literature]

 

ゲノム操作技術に関する論文の調査をしていただきます。

Review the latest research papers about genome engineering technologies.

 

第13回 ゲノムデザインに期待する未来
[Future of genome designing biology]

 

ゲノムデザインで期待できる未来を思い描いていただきます。

What do you expect from genome design?

 

第14回 ゲノムのデザイン性
[Genomic design and evolutionary process]

 

進化の過程で選ばれてきたゲノムデザインの痕跡について講義します。

Relationship between genomic design and evolutionary process.

 

第15回 ゲノムデザイン
[Genome designing biology]

 

授業を通して各自が描いたゲノムデザインの未来をプレゼンしてもらいます。

What is the future you want to achieve by genome designing biology.

 

15回目に相当するその他の授業計画