バイオインフォマティクス

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

バイオインフォマティクス

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Bioinformatics

授業コード　Class code

993K174

科目番号　Course number

3bMPINP343

教員名

宮崎　智

Instructor

開講年度学期

2023年度前期

Year/Semester

曜日時限

水曜4限

Class hours

開講学科・専攻　Department

薬学部

Faculty of Pharmaceutical Sciences

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

対面授業/On-site class

概要　Description

バイオインフォマティクスの汎用的なアルゴリズムとツールを習得する。インターネットを通した実習をとり入れ様々なアルゴリズムが実感できるように配慮した講義を行う。

目的　Objectives

バイオインフォマティクスで可能な解析手法の概要が説明できるようになることを目的とする。

到達目標　Outcomes

バイオインフォマティクスにに必要な、データベースおよび解析ソフトウェアが説明できるようになること、および、計算機を用いたゲノム配列の解析、タンパク質の１次から高次構造の解析の基礎的知識を習得することを目標にする。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

薬剤師の職能の基盤となる専門的な知識と関連する技能/問題発見、解決能力、最先端の医療や科学に関する知識

履修上の注意　Course notes prerequisites

Windows10（64bit版）以降をインストールしているノートパソコン、ネットワークケーブルを携帯すること。利用するソフトウェアはMacOSでは動作しません。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

-

準備学習・復習　Preparation and review

学修簿の学修時間を満たすように、学生各人で各会の授業前に準備学習ならびに授業後に復習を行うこと。

成績評価方法　Performance grading policy

到達度試験：90% 学習態度：10%

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

-

書誌情報　Bibliographic information

-

MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

特になし

授業計画　Class plan

第1回（回数）

1

第1回（授業タイトル）

概要

第1回（講義形式）

講義、演習（その他）

第1回（担当者）

宮崎　智

第1回（授業内容）

この授業全体での目標を明確にする。ゲノム配列データの質について理解できる。(ゲノム)　　

第1回（項目名（SBO））

第1回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第1回（備考）

授業外学習の課題：|Ensemblデータベースにアクセスし探索してみる　

第2回（回数）

2

第2回（授業タイトル）

キーワード検索と国際塩基配列データベース　

第2回（講義形式）

講義、演習（その他）

第2回（担当者）

宮崎　智

第2回（授業内容）

国際塩基配列データベースの書式がわかる。(INDSC、ARSA)　

第2回（項目名（SBO））

第2回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第2回（備考）

授業外学習の課題：|DDBJ国際塩基配列データベースのキーワード検索を使ってみる。　

第3回（回数）

3

第3回（授業タイトル）

相同性検索1

第3回（講義形式）

講義、演習（その他）

第3回（担当者）

宮崎　智

第3回（授業内容）

相同性検索の仕組みを理解し使えるようになる。(BLAST、 BLOSUM行列、E-value)　

第3回（項目名（SBO））

第3回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第3回（備考）

授業外学習の課題：|BLAST検索をNCBIのホームページから実行してみる。

第4回（回数）

4

第4回（授業タイトル）

相同性検索2　

第4回（講義形式）

講義、演習（その他）

第4回（担当者）

宮崎　智

第4回（授業内容）

配列アライメントのアルゴリズムの基本的な仕組みが理解でき、遺伝子探索を行える。(ダイナミックプログラミング、SWアルゴリズム)　　

第4回（項目名（SBO））

第4回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第4回（備考）

授業外学習の課題：|CLUSTALXを実行して、アライメントを作る

第5回（回数）

5

第5回（授業タイトル）

マルチプルアライメントの基礎

第5回（講義形式）

講義、演習（その他）

第5回（担当者）

宮崎　智

第5回（授業内容）

いくつかのタンパク質配列を同時に比較できるようになる。(グローバルペアワイズアライメント、多重整列化)

第5回（項目名（SBO））

第5回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第5回（備考）

授業外学習の課題：|オーソログ遺伝子のタンパク質一次構造による多重アライメントを実行してみる。オーソログ遺伝子の種類は問わない。

第6回（回数）

6

第6回（授業タイトル）

タンパク質配列の比較

第6回（講義形式）

演習（その他）、講義

第6回（担当者）

宮崎　智

第6回（授業内容）

Clustalxを使い、タンパク質配列から機能部位を予測できるようになる。(活性化サイト予測)

第6回（項目名（SBO））

第6回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第6回（備考）

授業外学習の課題：|Hemoglobin αとβの配列から、機能部位を探索してみる。

第7回（回数）

7

第7回（授業タイトル）

分子進化系統解析の基礎

第7回（講義形式）

講義、演習（その他）

第7回（担当者）

宮崎　智

第7回（授業内容）

遺伝子配列データから分子進化系統樹を作成できるようになる。(進化系統解析、近隣結合法)　

第7回（項目名（SBO））

第7回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第7回（備考）

授業外学習の課題：|CLUSTALXで、スコア行列を変えて実行結果を比べてみる。

第8回（回数）

8

第8回（授業タイトル）

アミノ酸配列モチーフ

第8回（講義形式）

講義、演習（その他）

第8回（担当者）

宮崎　智

第8回（授業内容）

配列モチーフデータベースを使いこなせるようになる。(配列モチーフ、PROSITE、Interpro)

第8回（項目名（SBO））

第8回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第8回（備考）

授業外学習の課題：|PROSITEデータベースにアクセスし利用してみる。

第9回（回数）

9

第9回（授業タイトル）

タンパク質の立体構造

第9回（講義形式）

講義、演習（その他）

第9回（担当者）

宮崎　智

第9回（授業内容）

PDBデータベースとSCOPデータベースのデータ形式を理解する。(タンパク質結晶構造解析、タンパク質立体構造分類)　　

第9回（項目名（SBO））

第9回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第9回（備考）

授業外学習の課題：|PDBjのウェッブページで公開されているサービスを体験しレポートを作ってみる。

第10回（回数）

10

第10回（授業タイトル）

アミノ酸配列の２次構造予測　

第10回（講義形式）

講義、演習（その他）

第10回（担当者）

宮崎　智

第10回（授業内容）

立体構造未知のアミノ酸配列機から２次構造予測を行う手法を理解する。（GOR法、PSIPRED法)　

第10回（項目名（SBO））

第10回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第10回（備考）

授業外学習の課題：|Discovry Studioを使いタンパク質立体構造の構築の実習を行ってみる。

第11回（回数）

11

第11回（授業タイトル）

アミノ酸配列からの立体構造予測１

第11回（講義形式）

講義、演習（その他）

第11回（担当者）

宮崎　智

第11回（授業内容）

立体構造予測法の原理について説明できるようになる。(MD法)　

第11回（項目名（SBO））

第11回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第11回（備考）

授業外学習の課題：|Discovry Studioを使いタンパク質立体構造の構築の実習を行ってみる。　　

第12回（回数）

12

第12回（授業タイトル）

アミノ酸配列からの立体構造予測２

第12回（講義形式）

講義、演習（その他）

第12回（担当者）

宮崎　智

第12回（授業内容）

ホモロジーモデリングを体験し、利用できるようになる。(ホモロジーモデリング)

第12回（項目名（SBO））

第12回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第12回（備考）

授業外学習の課題：|Discovry Studioを使いタンパク質立体構造の構築の実習を行ってみる。

第13回（回数）

13

第13回（授業タイトル）

分子動力学計算

第13回（講義形式）

演習（その他）、講義

第13回（担当者）

宮崎　智

第13回（授業内容）

タンパク質の分子動力学計算の実行と結果解析について学ぶ

第13回（項目名（SBO））

第13回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第13回（備考）

授業外学習の課題：|Discovry Studioを使いタンパク質立体構造の構築の実習を行ってみる。

第14回（回数）

14

第14回（授業タイトル）

公共データベースへの登録

第14回（講義形式）

講義、演習（その他）

第14回（担当者）

宮崎　智

第14回（授業内容）

配列データを登録し、アクセッション番号を取得できるようになる。(プライマリーデータベース)　

第14回（項目名（SBO））

第14回（項目名（SBOコード））

2. バイオインフォマティクスについて説明できる。

OEx3312AC6

第14回（備考）

授業外学習の課題：|DDBJで公開されているFT docを読みこなしてみる。

第15回（回数）

15

第15回（授業タイトル）

まとめ　

第15回（講義形式）

試験

第15回（担当者）

宮崎　智

第15回（授業内容）

1回から14回までの目標の到達度をみる。(試験)

第15回（項目名（SBO））

第15回（項目名（SBOコード））

第15回（備考）

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

-

教育用ソフトウェア　Educational software

Discovery Studio, Materials Studio／バイオデータベース Bioinformatics Database

-DIscovery Studio, clustalX, treeview, RasMOLを使用する

備考　Remarks

なし

シラバス情報