ゲノム解析学
 Analytical and Functional Genomics
 担当教員:中島 修(NAKAJIMA Osamu),越智 陽城(OCHI Haruki), 岡野 聡(OKANO Satoshi),)
 担当教員の所属:医学部医学科
 開講学年:1年  開講学期:前期  単位数:1単位  開講形態:講義・演習
 開講対象:医学科  科目区分:専門教育・必修 
【授業の目的】
Ⅰ.講義
・遺伝子の構造・機能を理解し、塩基配列の違いや遺伝子変異がどのような影響を与えるかを予測できることを目的とする。
・遺伝子の構造・機能を明らかにするために、どんな実験手法を利用すべきかを判断できること、また、その原理を説明できることを目的とする。
・上記の知識をもとに、遺伝子の違いが個体差や疾患をもたらすメカニズムを説明でき、遺伝子の違いに基づく、治療戦略の選択の基本原理を説明できるようになることを目的とする。

Ⅱ.実習
・PCR、PCR産物のクローニング、大腸菌に対する遺伝子組換え実験、組換えDNAの抽出、制限酵素処理、電気泳動によるDNAの分析の実験方法を体験・学習し、それぞれの原理を説明できることを目的とする。

【授業の到達目標】
ゲノム・染色体・遺伝子
① Mendel の法則、ミトコンドリア遺伝、インプリンティング及び多因子遺伝を説明できる。
② 遺伝型と表現型の関係を説明できる。
③ 染色体の構造を概説し、ゲノムと染色体及び遺伝子の構造と関係性、体細胞分裂及び減数分裂における染色体 の挙動を説明できる。
④ DNAの複製と修復を概説できる。
⑤ DNAからRNAへの転写、タンパク質合成に至る翻訳を含む遺伝情報の発現(セントラルドグマ)及び調節を説明できる。
⑥ 染色体分析・DNA 配列決定を含むゲノム解析技術を概説できる。
分子進化
⑦ 分子進化の基本的な考え方を説明できる。
⑧ 遺伝学的見地から、生物種とその系統関係を概説できる。
⑨ アミノ酸配列や塩基配列の比較による分子系統樹を概説できる。
⑩ ハーディ‐ワインベルグの法則を概説でき、応用できる。
遺伝的多様性と疾患
⑪ ゲノムの多様性に基づく個体の多様性を説明できる。
⑫ 単一遺伝子疾患の遺伝様式を説明できる。
⑬ 染色体異常による代表的な疾患を概説できる。
⑭ ミトコンドリア遺伝子の変異と疾患の関係を概説できる。
⑮ エピゲノムの機序と疾患の関係を概説できる。
⑯ 多因子疾患における遺伝要因と環境要因の関係を概説できる。


【授業概要(キーワード)】
Mendel の法則、ミトコンドリア遺伝、ゲノムインプリンティング、遺伝型、表現型染色体、ゲノム、減数分裂、遺伝子、DNA、複製、修復、RNA、転写、翻訳、遺伝子発現制御、PCR、分子進化、ハーディ‐ワインベルグの法則、遺伝様式、ゲノムの多様性、エピゲノム、多因子疾患

【科目の位置付け】
遺伝・遺伝子に関する基本的な内容の理解を目標とする。

<山形大学医学部医学科教育到達目標(コンピテンシー)>
1.プロフェッショナリズム(研究者としての倫理観)
2.医学知識と問題対応能力(基礎医学)
8.科学的探究(リサーチマインド、課題発見と問題解決、研究成果の発表能力)
9.生涯にわたって共に学ぶ姿勢(生涯学習、自己研鑽、共同学習)

<医学教育モデル・コア・カリキュラム(平成28年度改訂版>
C-1-1)-(2) ゲノム・染色体・遺伝子
C-1-2) 生物の進化
C-4-1) 遺伝的多様性と疾患

【授業計画】
・授業の方法
テキストに沿って、スライドおよびレジメを利用して、到達目標の内容を具体的に説明する。毎時限ごとに、小テストを行い、既習内容の理解を確認する。出席カードに疑問点や感想を記入し、次回講義で、質問等に対して、回答して、理解を深める。
・日程
講義時間 木曜日
5/24, 5/31, 6/7, 6/14は、13:00~14:40
6/21, 6/28, 7/5, 7/12, 7/19, 7/26, 8/2は、13:00~14:40、14:50~16:30

5/24:メンデルの法則、分子進化、ハーディワインベルクの法則
5/31:遺伝型と表現型、遺伝様式
6/7:遺伝子と染色体の構造
6/14:DNAの合成、複製と修復、変異
6/21:DNAの合成、複製と修復、変異(続き)、減数分裂、性決定
6/28:DNAからRNAを経てタンパク質合成に至る遺伝情報の変換過程
7/5:DNAからRNAを経てタンパク質合成に至る遺伝情報の変換過程(続き)、プロモーター、転写因子などによる遺伝子発現の調節
7/12:プロモーター、転写因子などによる遺伝子発現の調節(続き)、遺伝子とゲノム解析(クローニング,PCRの原理)
7/19:遺伝子とゲノム解析(クローニング,PCRの原理)(続き)
7/26:ヒトの遺伝的多様性とその影響、組換えDNA実験法規
8/2:遺伝子改変マウスを利用した遺伝子機能解析、特別講義「5-アミノレブリン酸の医薬品開発」(学外講師:SBIファーマ医薬品開発本部長・東京大学客員教授 中島元夫博士)

【学習の方法】
・受講のあり方
講義資料およびスライドを見ながら、講義内容を聴講する。小テストを受ける。出席カードに授業内容の疑問点等を記入して、質問する。
・授業時間外学習へのアドバイス
講義予定に相当する指定教科書の内容を精読する。
講義資料および指定教科書を利用して、講義内容を復習理解する.

【成績の評価】
・基準
合格(単位取得)の基準は、7割以上の出席かつ,期末試験での基準点を超えること。
・方法
成績評価は、期末試験の成績に加え、出席状況、小テストの成績、質問・感想の内容と回数を加味して、行う。

【テキスト・参考書】
テキスト:Essential細胞生物学〈DVD付〉原書第4版 南江堂(購入が望ましい)

参考書(一部講義で利用):
ヒトの分子遺伝学 第4版
メディカル・サイエンス・インターナショナル 12,960円(訳本)

トンプソン&トンプソン
遺伝医学 第2版
メディカル・サイエンス・インターナショナル 10,800円(訳本)


ダイナミック図説生物 総合版
東京書籍 第9版

【その他】
・学生へのメッセージ
講義内容を暗記しようとするのではなく、自分の頭で内容を理解し直すようにする。
授業内容は必ずしも平易ではないため、特に、生物未履修の学生はしっかり学習して、内容理解を目指すこと。
出席が7割未満の場合、試験の受験資格を失うので、十分に注意すること。
カンニングした場合は単位が取れないだけでなく、留年となることを銘記。
他の受講者の集中を妨げるような私語・態度は慎むこと。
トイレは出来る限り、休憩時間内に済ませておくこと。
・オフィス・アワー
9:00~17:00(事前に連絡があれば、この時間以外でも対応可能)

<山形大学で教えていること>
ゲノム編集技術などを利用した遺伝子改変マウスを使って、生体内での遺伝子の役割を探る方法を学び、疾患の仕組みや治療法開発に繋がる研究手法を具体的に学ぶ。学外講師からは、担当教員の研究対象である、生体内物質5-アミノレブリン酸の、ベンチャーファーマによる医薬品への応用研究がどうように行われているかを学ぶ。

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