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宮崎大学 工学部 情報システム工学科 2008年度前期 授業科目:情報工学特別講義 4
単位数:2単位
対象:2,3,4年次
日程:集中講義 2008年9月9日(火)〜 9月12日(金)
教室: A-116
担当教員:
宮野悟先生(東京大学), 伊達章(学内世話役)
メール:
正式なシラバス
概要
生物は、タンパク質などの分子がそれぞれの役目をもつ部品として働き、連携
して動作している巨大なシステムです。このシステムを理解するための一つの方
法として、設計図を基に部品を造り、これを組み合わせてシステムを作ってみて
コンピュータで解析してみようというアプローチがあります。このアプローチが
注目されるようになった背景として、単細胞生物からヒトまで多くの種類の生物
の遺伝子やタンパク質などの分子の研究によって、生物を構成する部品の所在と
その性質の情報が多く蓄積されたことがあります。つまり、個々の部品の基本性
質が明らかになってきたので、生物の中で部品がどのように連携して、高度なシ
ステムとして働くのかを知りたいという機運が高まってきたわけです。電子回路
や機械などの人工物で作られたシステムは、部品が揃い、設計図があれば何度で
も再構成できます。つまり、システムとしての振る舞いが最初から分かっている
のは当然なのです。しかし、生物は自然が創りあげたものですので、これを構成
する部品の基本性質の把握とシステムとして働きの理解には非常に大きな隔たり
があります。この隔たりを埋めるために必要な技術がモデル化とシミュレーショ
ンです。シミュレーションを実行するためには、何らかの数理的方法で生物のシ
ステムをモデル化し、コンピュータに入力する必要があります。この講義の目的
は、この生命をシステムとしてとらえるための方法論を学ぶことです。
教育目標
- 生命システムを構成する部品について理解する。
- 生命システムに現れるパスウェイを抽象化し、モデル化する技術を学ぶ。
- シミュレーションを通して生命システムの理解を深める。
授業計画
- 第1回. 9/9(火) 10:30-- 細胞の中で起きていること
- 第2回. 9/9(火) 遺伝子制御ネットワーク
- 第3回. 9/9(火) 代謝パスウェイ
- 第4回. 9/10(水) シグナル伝達系
- 第5回. 9/10(水) パスウェイデータベース及びパスウェイを表示するソフトウェアの紹介
- 第6回. 9/10(水) ハイブリッドペトリネットの概念とパスウェイのモデル化遺伝子制御ネットワーク
- 第7回. 9/10(水) 離散エンティティと離散プロセスによるモデル化
- 第8回. 9/11(木) 連続エンティティと連続プロセスによるモデル
- 第9回. 9/11(木) モデルの編集方法とモデルの実行方法
- 第10回. 9/11(木) 生体内パスウェイのモデル化:分解、移行、転写、結合
- 第11回. 9/11(木) 生体内パスウェイのモデル化:解離、抑制、酵素反応によるリン酸化
- 第12回. 9/12(金) EGFシグナル伝達経路
- 第13回. 9/12(金) マウスの概日周期遺伝子制御ネットワーク
- 第14回. 9/12(金) いろいろなパスウェイモデル
教科書
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教科書: システム生物学がわかる(土井 淳ほか著、共立出版)
成績の評価基準
レポート