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生体情報学２
| 令和２年度以降入学者 | 生体情報学２ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 令和元年度以前入学者 | 生体情報学２ | ||||
| 教員名 | 末永敦 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 生命科学科 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | 対面授業 Blackboard ID: 20224489 |
|---|---|
| 授業概要 | 本講義では、生体科学における膨大なデータを情報学的に処理する手法について、研究機関で研究経験のある教員がその経験を活かして、最先端の技術とその応用例を解説する。主として、生体高分子の運動における計算化学シミュレーション技術の基礎を理解する。生体情報学１で学修した知識・方法論をもとに、タンパク質と医薬品の分子設計の方法について詳しく学ぶ。 |
| 授業のねらい・到達目標 | （知識） １.生体高分子の計算化学シミュレーション法について理解し、説明できるようになる（A-3、A-4）。 ２.創薬における計算化学シミュレーションの重要性や関わりについて理解できる（A-3、A-4）。 （能力） この科目は文理学部生命科学科（学士（理学））のディプロマポリシーDP3、4、8及びカリキュラムポリシーCP3、4、8に対応している。 ３.物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、説明することができる（DP3-3）。 ４.日常生活における現象に潜む科学的問題を見出し、専門的知識に基づいて解決策を提案できる（DP4-3）。 ５.学修状況を自己分析し、その成果を評価することができる（DP8-3）。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 教材の基本事項を説明し、随時インターネット上のツールの実演を行うことで基礎・理論の定着を図る。 対面授業に参加できない場合 (1) 学期を通じて参加できない場合（日本に入国できない留学生など）は、履修登録時に担当教員に連絡し、許可をること。授業は、Blackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。課題提出や受講方法に関しては、Blackboardから通知する。 (2) 感染症罹患などで一時的に参加できない場合は、出来るだけ早く担当教員に連絡すること。授業は、Blackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。課題提出や受講方法に関しては、Blackboardから通知する。 (3) (1)、(2)ともに「授業内試験」は、状況によりリモートで行う。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
ガイダンス。授業のテーマや達成目標および授業の方法について説明する。本講義で理解すべき知識についてしっかりと認識する。（対面授業）
【事前学習】分子の計算化学シミュレーションについて調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】分子の計算化学シミュレーション法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 2 |
分子力場（A-3）。（対面授業）
【事前学習】分子力場について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】分子力場の数理モデルについてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 3 |
分子シミュレーション１ シミュレーションとは（A-3）。（対面授業）
【事前学習】シミュレーションの化学的応用例について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】シミュレーションの有用性についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 4 |
分子シミュレーション２ モンテカルロ法の方法論（A-3）。（対面授業）
【事前学習】モンテカルロ法について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】モンテカルロ法の手法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 5 |
分子シミュレーション３ 遺伝的アルゴリズム（A-3）。（対面授業）
【事前学習】遺伝的アルゴリズムについて調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】遺伝的アルゴリズムの手法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 6 |
分子シミュレーション４ 分子動力学法の方法論１（A-3）。（対面授業）
【事前学習】分子動力学法について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】分子動力学法の手法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 7 |
分子シミュレーション５ 分子動力学法の方法論２（A-3）。（対面授業）
【事前学習】分子動力学法の生体高分子への応用について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】分子動力学法の有用性についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 8 |
分子シミュレーション６ 拡張分子動力学法（A-3）。（対面授業）
【事前学習】分子動力学法の限界について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】拡張分子動力学法の方法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 9 |
分子シミュレーション７ 自由エネルギー計算法（A-3）。（対面授業）
【事前学習】結合自由エネルギーについて調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】自由エネルギー計算手法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 10 |
分子シミュレーション８ 分子動力学法の生体高分子への応用（A-3)。（対面授業）
【事前学習】分子動力学法の手法について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間） 【事後学習】生命科学における分子動力学法の有用性についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 11 |
薬剤分子の計算化学的設計１ 分子ドッキング（A-3）。（対面授業）
【事前学習】分子ドッキングの手法について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】分子ドッキングの手法についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 12 |
薬剤分子の計算化学的設計２ 実例（A-3、A-4）。（対面授業）
【事前学習】薬剤分子の計算化学的設計手法について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間） 【事後学習】薬剤分子の計算化学的設計の有用性についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 13 |
薬剤分子の計算化学的設計３ 展望（A-3、A-4）。（対面授業）
【事前学習】これまでの薬剤分子の計算化学的設計の限界について調査しておく（A-4）。 （2時間） 【事後学習】薬剤分子の計算化学的設計の将来についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| 14 |
授業内試験とその解説（A-8）。（対面形式）
【事前学習】これまでに学修した内容について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間） 【事後学習】試験の振り返りを行い、不正解だった問題について再考しておく（A-8）。 （2時間） |
| 15 |
総括（全体の復習・解説を行い、授業の理解を深める） 質疑応答（A-3、A-4、A-8）。（対面授業）
【事前学習】これまでに学修した内容について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間） 【事後学習】これまでに学修した内容についてまとめる（A-8）。 （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | プリントを随時配布する。 |
| 参考書 | 使用しない |
| 成績評価の方法及び基準 | 授業内テスト(60%)、授業参画度(40%) ・学期末に「授業内テスト」を行い、各回で学んだことを説明できるかどうかで評価する（A-3、A-4、A-8）。 ・授業参画度は、毎回のリアクションペーパー（授業時間に学修した内容のまとめを記入）の内容、提出状況を評価する（A-3、A-8）。 ・対面授業に参加できない場合の要件を満たし、オンデマンド動画を視聴した場合、提出されたリアクションペーパーの内容で評価する（A-3、A-8）。 |
| オフィスアワー | 本館５階（５０２）。随時（事前にアポイントをとること。アポイントの取り方については第一回のガイダンス時に説明する）。 Blackboardを介したメールでの質問も随時受け付ける。 |