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最終更新日:2026年10月16日

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生物物理学

生物物理学 ー実験から理論までー いま、生命科学研究の最前線では生命科学と物質科学の境目があいまいとなってきている。生物を物質として捉え、物理学的な観点から見直すことにより、生命現象を自然現象の一部として統一的に理解しようとする試みが盛んに行われている。物理学の立場から生物を俯瞰すると、生物は未解明の新領域であり、新たな物理学を開拓できる可能性を秘めている。従来とは異なる観点で生物学を捉え直すことに興味がある学生や、物理学の立場から見た生命像に興味のある学生には、本講義の受講を勧める。大学の生命科学が未履修であっても構わない。
生物は物質で構成されているので、物理学的な立場から生命現象を理解できるはずである。しかしながら、単に化学物質を寄せ集めただけでは生命らしさはあらわれてこない。生物物理学は、生物を分子や細胞に要素還元するとともに、それらが相互作用するシステムとして生物を捉えることで、生命現象の普遍的な理解をめざす学問であるといえる。本講義では、生物を構成する物質の最小単位であるタンパク質などの生体高分子から、それらの集合体である超分子や細胞までの各階層において生命らしさが創発する仕組みと、生命の可塑性と頑健性についての数理的な理解の方法を学ぶ。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
50187
CAS-GC1E62L1
生物物理学
若本 祐一
A1 A2
月曜5限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
不可
開講所属
教養学部(前期課程)
授業計画
第1回~第3回 担当教員 若本祐一 1細胞レベルで見られる様々な「揺らぎ」が細胞集団の増殖・適応・進化にどう関わるか、定量的な実験知見や理論モデルを踏まえて考える。また細胞の恒常性や適応性が、細胞内のシステム特性によってどのように支えられているか、最新の知見も交えて解説する。 第4回~第6回 担当教員 矢島潤一郎 自律分散型システムである細胞は、柔軟で動的なタンパク質や核酸からなるバイオナノマシンによって駆動されています。これは、中央統御型の従来の人工マシンとは異なる原理です。本講義では、このような生体特有の動作原理を扱います。 第7回~第9回 担当教員 市橋伯一 生命とは複製し増殖し進化する存在である。そのような性質を持つものを計算機あるいは試験管の中で作ってみることによってその成り立ちを理解する合成生物学研究を紹介する。 第10回~第12回 担当教員 澤井哲 細胞の運動や、細胞集団の自己組織的振る舞いについて紹介する。反応拡散過程、リズムなどの非線形現象が細胞のダイナミクスにいかに関わっているかについて学ぶ。また、粘菌とアメーボゾアの世界についても紹介する。
授業の方法
主にスライドを使用する。必要に応じて板書や資料配布を行う。
成績評価方法
平常点及び小テスト 各教員が出すレポート課題 詳細は各教員の指示による。
履修上の注意
授業の目標、概要を参照のこと。