授業科目名 （英文名） 細胞生物学5 (Cell biology 5) 科目区分 対象学生 ※ 単位数 2.00 開講年次・ 学期 3年次・前期 担当教員 吉久 徹 所属 理学部 ｵﾌｨｽｱﾜｰ・場所 ※ 連絡先 ※ 講義目的及び到達目標 生物の遺伝子が機能を発揮する際、その仲介役、さらには、機能分子本体としてRNA は重要な役割を担う。また、セントラルドグマに従ってDNA→RNA→タンパク質と流 れた遺伝情報は、タンパク質の適切な細胞内外への空間配置無しには正しく発揮され ない。本講義では、まず、遺伝子発現という事象を、RNAを中心にした視点から捉え 直す。ついで、RNA自身そして最終産物であるタンパク質がどのように適切な細胞内 区画に運ばれるかといった、セントラルドグマとそれ以降の遺伝情報の「空間的な流 れ」を、細胞生物学見地から理解する。 到達目標としては、まず、遺伝子発現における転写以降のRNAの修飾・品質管理に関 して詳しく理解をするとともに、これらとRNAの細胞内動態との関連を関係づけて考 えることができるだけの知識と考え方を身につける。次に、タンパク質の翻訳と翻訳 制御、さらには、細胞内への局在化機構や品質管理機構の詳細を理解し、実際に遺伝 子産物であるタンパク質が細胞内で働くためにセントラルドグマ以降に必要とされる システムを常に意識しながら、対象となる生命現象を解析できる知識と考え方を身に つける。 講義内容・授業計画 本講義は大きく二つのセクションからなる。＜＞括弧内に、教科書「Essential細胞生物 学」の対応する章を示す。 【セクションA】まず、「分子生物学1」や［分子生物学2」で学んだ転写されたRNAの 修飾、機能化、翻訳に関する事項をより詳しく解説する。また、mRNAが転写された後 、翻訳に供されるまでの様々な制御に関して、RNA干渉や細胞内での局所的な翻訳、m RNAの品質管理等の最近明らかになってきた事項を含めて解説する。さらに、より多 様なRNAの機能とその進化的な意味についても概説する＜第7章・転写を除く部分、第 8章・転写後の調節＞。 §A1 RNAの一生（mRNAの成熟化、tRNAやrRNAの成熟化、RNAの分解と品質管理） §A2 翻訳（開始、延長、終結） §A3 転写後の制御（翻訳制御、mRNAの局在、RNA干渉） §A4 RNAと生命の起源（触媒として働くRNA、RNA World）
【セクションB】mRNAの情報を元に作られたタンパク質は、細胞質ゾルだけでなく、 様々な細胞内外の区画に運ばれて機能する。また、この間にタンパク質は適切な修飾 を受ける。細胞内の移動はRNAにも当てはまり、多くのRNAは核から適切に運び出さ れることで機能すべき細胞質に至る。本セクションでは様々な細胞内区画について解 説すると供に、生体高分子の細胞内区画間輸送のうち、核‒細胞質間輸送、オルガネ ラ膜透過、小胞輸送、エンドサイトーシスについて解説する＜第15章全体＞。 §B1 様々な細胞内区画 §B2 タンパク質やRNAの選別（核膜透過、ミトコンドリア膜透過、色素体膜透過、小胞 体膜透過、ペルオキシソーム膜透過） §B3 分泌経路と小胞輸送（小胞輸送、層板成熟、分泌経路とゴルジ体での選別） §B4 エンドサイトーシスと細胞内分解（エンドサイトーシス、オートファジー） これらの内容に関して以下の予定で講義を進める。 第1回 授業の説明とイントロダクション、§A1（mRNAの末端修飾） 第2回 §A1（mRNAのスプライシング） 第3回 §A1（tRNAやrRNAの成熟化、核内での修飾過程の空間的機能分担） 第4回 §A1（RNAの分解と品質管理）、§A2（リボソーム） 第5回 §A2（開始、延長、終結） 第6回 §A3（翻訳制御、mRNAの局在） 第7回 §A3（RNA干渉）
第8回 §A3（non-coding RNAによる制御）、§A4（触媒として働くRNA、RNA World） 第9回 §B1（様々な細胞内区画、オルガネラへのタンパク質局在の原理）
第10回 §B2（核膜透過）
第12回 §B2（小胞体膜透過と品質管理、ペルオキシソーム膜透過） 第13回 §B3（小胞輸送） 第14回 §B3（層板成熟、分泌経路とゴルジ体での選別） 第15回 §B4（エンドサイトーシス、オートファジー） テキスト B. Albertsら「Essential細胞生物学 第４版」、および、講義の際に配付されるプリント 。同じ内容は、ユニバーサルパスポートでファイルとしてアップされる。
参考文献 説明資料として、B. Albertsら「Molecular Biology of the Cell, 6th edition」（Garland S cience）、J. Watsonら「Molecular Biology of the Gene, 7th ed.」（Cold Spring Harbor Press、Pearson）、Cassimerisら「Lewin's Cells, 2nd ed.」（Jones and Bartlett）、Lo dishら「Molecular Cell Biology, 8th ed.」（Macmillan）、Voet and Voet「Biochemistr y, 4th edition」（Wiley）等の図版も用いる。 成績評価の基準・方法 定期試験、講義中の小テスト、レポート等により判定する。 履修上の注意・履修要件 分子生物学1と分子生物学2を履修しておくことが望ましい。原則対面で実施する予定 だが、新型コロナウィルスの感染状況によっては、WEBEX等のオンライン手段を使用 する可能性がある。履修者は、自宅等でオンライン授業の受講ができる通信環境（PC ・タブレット等の端末やインターネット環境）を整えること。最終的な授業方法は履 修登録後に決定・連絡する。 実践的教育 該当しない。 備考
