本日は、相根さんと山縣さんのお誕生日をお祝いしました。 まず、山縣さんから相根さんへは、色とりどりに輝くネイルチップがプレゼントされました。見た目も華やかで、これからのおしゃれに活躍しそうですね。 続いて、菊間くんから山縣さんへは、トラベルグッズなどのセットが贈られました。軽量で持ち運びやすいウォーターボトルや、収納に役立ちそうな圧縮袋など、本人のリクエストによる実用的なアイテムです。今後の旅行で大活躍しそうです。 私は、2人の好みの”ちょうど真ん中”をとって、ティラミスを作りました。 今回は、寒天やゼラチンといった固化剤を使わないティラミスに初挑戦。 卵黄入りの甘いチーズクリームに生クリームとメレンゲを混ぜ合わせ、ラム酒入りのコーヒーシロップを染み込ませたスポンジケーキと重ね合わせました。ふわふわのスポンジと軽やかなクリームが良く調和し、非常に好評でした。 切り分けるのが難しいかと思いましたが、学生たちがとても上手にカットしてくれました。２年生の実習前の、ちょっとした甘いひと休みになりました。 相根さん、山縣さん、お誕生日おめでとう！ Happ

本日は、2年生の「生命システム工学実験2」の2日目を実施しました。 先週はPC室での検索や解析を中心に、タンパク質の構造や性質についてデータベースを用いて学びました。 今週は学生実習室に移り、先週学んだ内容を実際の実験を通して確かめる日となりました。 まず私から、先週の復習と本日の実験の目的について軽く説明を行い、その後、各班で実験計画を立てました。学生たちはサンプルを目的の濃度に希釈して、濃度ごとの違いを電気泳動で比較します。 今回使用したサンプルは、通常の緑色蛍光タンパク質（GFP）と耐熱性緑色蛍光タンパク質（TGP）の2種類です。 分析方法としては、タンパク質をそのまま泳動するネイティブ電気泳動とSDS界面活性剤で処理するSDS-PAGE の2手法を比較し、タンパク質構造と蛍光の変化を観察しました。 各班では、希釈操作、試料のローディング、電気泳動、そしてクマシー染色・脱色までを行いました。初めてアクリルアミド電気泳動に取り組む学生も多く、最初は試料をウェルに入れる操作に緊張している様子でしたが、次第に慣れ班ごとに協力しながらスムーズに作業

実習も折り返し地点となる３日目。 本日も昨日に引き続き、実習室とPC室に分かれて実験を行いました。 昨年までは、実習室とPC室を交互に移動しながら4日間の実習を行っていましたが、今年は2日連続でウェット実験またはドライ実験を行う形式に変更しました。また、TAもウェット担当とドライ担当を分けず、同じ班の学生を両方で担当することで、学生とのコミュニケーションを深め、一貫性のあるサポート体制を築いています。 既に実習も3日目を迎え、TAと学生の間にも打ち解けた雰囲気が生まれ、フランクに会話や議論が交わされていました。 ウェット実験：アフィニティータグの除去と再精製 実験室では、昨日精製したHisタグ付き組換えタンパク質を用いて、TEVプロテアーゼによるタグ切断反応と再精製を行いました。この工程は、アフィニティ精製に使用したタグを除去し、その後の生化学実験や構造解析に直接利用できる高純度サンプルを得るための重要なステップです。こうしたタグ除去操作は実際の研究室でも日常的に行われており、将来卒業研究で役立つ内容でもあります。 各班では、反応後のサンプルをS

本日より、実習室とPC室に分かれて、それぞれウェット実験とドライ実験を行いました。 各実験内容はTAの学生たちと議論を重ね、昨年から内容を大幅に改訂しています。両方の実習が互いに補完し合う構成とし、学生が研究室での実際の研究の流れを体感できるよう工夫しています。 初日に作成した発現ベクターより作られる組換えタンパク質を基に、それぞれの実験内容が組まれています。 ウェット実験：組換えタンパク質の発現と精製 実習室では、大腸菌で発現させた組換えタンパク質について、発現量と可溶性の確認、精製を行いました。 各班は組換えタンパク質を発現した大腸菌抽出液を用い、遠心分離後の上清・沈殿をSDS-PAGEで比較し、目的タンパク質がどの画分に存在するかを観察しました。実習担当のTAと学生たちが議論しながら進めることで、お互いの学びが深まっている感じがしました。 ドライ実験：AlphaFoldによる構造予測とDiscoveryStudioを使った分子描画 一方のPC室では、Benchlingで設計したベクター情報を基に、AlphaFold3を用いたタンパク質の立体

先週はゲノム解析について学びました。 ゲノムとは、生物が持つすべての遺伝情報の総体であり、その解読は生命現象を理解する上で欠かせません。講義では、DNAの塩基配列を大規模かつ高速に読み取る次世代シークエンサーの原理を学びました。NGSの登場により、ヒトゲノムのような巨大な配列も短時間で解析できるようになりました。 得られた断片的な配列データは、ショットガン法やペアエンド解析によって再構築され、より完全なゲノム配列が得られます。これらの解析には膨大なデータ処理が必要ですが、現在では自動化されたアルゴリズムが整備され、研究のスピードが飛躍的に向上しています。 さらに、複数の生物間で配列を比較する比較ゲノム解析では、共通して保存された領域や進化的な変化を検出できます。これにより、機能の推定や進化の過程を理解する手がかりが得られることを確認しました。 さて、先週の優秀川柳は以下の５句です。 -NGS (N)長い(G)ゲノムも(S)速攻で -シングルか ペアかの選択 人生も -終止コドン TAG(タグ)付けされたら 終了だ -居眠りの 遺伝子発現 制御した

昨日の2年生「生命システム工学実験2」に続き、本日から3年生対象の「構造生物化学実験」が始まりました。 今年は123名の学生が18の班に分かれて実習を行います。開始前には取りまとめ役のM2学生から本日のスケジュール確認があり、全体の雰囲気も引き締まりました。 続いて、私から実習全体の流れと意義についてイントロダクションを行い、その後、各班をサポートするTAを紹介しました。 昨年は全体説明の中でソフトウェア「SnapGene」の操作を一括で解説しましたが、今年は班ごとに分かれてクラウドツールBenchlingを使用し、より実践的に作業を進める形式としました。 初日のテーマは 組換えベクターの設計 です。各班はBenchlingを用いて、実習で実際に使用する5種類のベクターを作成しました。一部の班ではBenchlingアカウントへのアクセスに手間取る場面もありましたが、TAのサポートによって大きな遅れもなく全体を終えることができました。昨年と比べるとむしろ順調に進み、予定よりも早く終えることができたほどです。 休憩を挟んだ後には、学部4年生の学生によ

本日は2年生の実験科目「生命システム工学実験2」の第1日目を行いました。 この科目は昨年度から新たに実施されている実習で、私たちの研究室は今週と来週にかけて担当します。 これまで研究室の学生とともに実施内容を検討してきましたが、今年度は昨年と異なり、初日に「バイオインフォマティクス解析」、１週間後の2日目に「実験」を行う形式を採用しました。これにより、受講する学生がより深く内容を理解できるよう工夫しています。 開始前には、M2の学生たちが今日の予定を入念に確認していました。 初回の流れ 初日は全員がPC室に集合し、タンパク質の構造や配列、分子量や等電点などを調べました。 冒頭では私から実習の概要と進め方について説明を行い、その後、TAを務める研究室の学生たちが一言ずつ自己紹介と挨拶をしました。受講生は全118名。18の班に分かれており、研究室の学生は総動員でサポートにあたりました。 思わぬハプニング 説明後、各班でタンパク質構造データベース（PDB/RCSB）を使った検索を始めたところ、思わぬ事態が発生しました。100名以上が一斉にアクセスしたこ

本日は学科のスポーツイベント「Biocup」が開催されました。 今年も例年と同様、競技はソフトバレーボールです。 研究室のメンバーは4月から定期的に練習を重ねてきました。 午前の予選リーグ 午前中は予選リーグでは吉田研究室・西山研究室と同じグループに。 練習風景からして両研究室とも一列になってアタックを打つなど、経験者ならではの動きが目立ち、少し力の差を感じました。実際の試合では、吉田研究室とは1セットずつ取り合いましたが、得失点差で惜敗。西山研究室には2セットとも奪われ、結果はリーグ3位。午後は下位リーグに進むこととなりました。 午後の下位リーグ 午後の初戦は、別リーグ3位の高橋研究室。 お互いに実力伯仲でしたが、こちらの方がミスが少なく勝利を収めました。 続く相手は、別リーグ2位の瀬木研究室。 背の高い学生が何人もいてアタックも強力でしたが、粘り強く戦い、なんとか2セットを先取。 そして迎えた決勝戦の相手は田村研究室。 向こうは今年は新しいTシャツを揃え、チームの一体感が増している様子でした。 3セット目までもつれることも予想し、最初から全力

先週は構造バイオインフォマティクスを学びました。 これまで配列を扱ってきましたが、生体分子は実際には立体構造を形成することで機能を発揮します。DNAは二重らせん、RNAはtRNAやrRNAのような複雑な折れたたみ構造をとり、タンパク質はアミノ酸配列が折り畳まれて三次元構造を形成することで、酵素や転写因子といった多様な機能を果たします。 翻訳されたポリペプチド鎖は速やかに局所的な二次構造（αヘリックスやβストランド）を形成し、それらがさらに組み合わさることで高次の構造を作り上げます。しかし、一次元の配列と異なり三次元構造の比較ははるかに複雑です。そのため解析では、アミノ酸の主鎖にあるキラル炭素や、核酸であればリン酸骨格や塩基の位置といった特徴点を基準にします。また、膨大な情報量を効率よく扱うため、タンパク質では二次構造をベクトル化して比較する手法も用いられています。 さらに、講義ではラマチャンドランプロットによる二面角の分布解析や、PDB（Protein Data Bank）を利用した立体構造データの参照について学びました。構造比較の際には、α炭素

先週は配列解析の2回目として、多重配列比較(マルチプルシーケンスアラインメント)を学びました。 初回のペアワイズアラインメントでは、二つの配列間で一致している部分を最大化するようにギャップを挿入し、スコアを計算しました。複数配列の場合も基本的には同じですが、比較する配列が3本、4本と増えるごとに計算量は指数関数的に増大します。そのため、すべての組み合わせを網羅的に計算するのは現実的ではなく、累進法や逐次改善法といった効率化のアルゴリズムが使われます。 さらに、アラインメントを評価する指標としてSPスコア(Sum-of-Pairs)を学びました。これは、すべての配列ペアのスコアを合計して全体の整列の良さを測る方法です。ただし、近縁の配列ばかりが多いとスコアが偏ってしまうため、進化距離による重み付けを行い、遠縁の配列も適切に評価できるように工夫されています。 また、マルチプルアラインメントを通して得られる保存領域やモチーフは、機能に関わる重要なアミノ酸残基の発見や進化系統樹の推定にも役立ちます。講義ではClustalOmegaを用いた配列比較例を通し