千葉工業大学 / 応用化学科 / 山本研究室
計算化学で生命・物質・環境・教育の問題解決
投稿:22-03-28

2022年度「ひらめき☆ときめきサイエンス」に採択されました

山本が提案したテーマが、今年度も、ひらめきときめきサイエンス1 に採択されました。

この企画について、興味をもっていただいた高校生のみさなん、また、先生方、ぜひ山本までご連絡ください。準備が整い次第、申し込み方法などについてお知らせいたします!

前年度の様子はこちら

プログラムの内容

背景・目的

高校生が用いる生物の教科書では、タンパク質に関わる発展的な話題として、アルツハイマー病の原因となる「タンパク質の異常なかたち」が紹介されている。しかし、なぜタンパク質の「かたち」が「病気」と関わるのか?という「科学的好奇心を刺激する疑問」に対する詳しい説明はない。

本プログラムでは、実施者が学術研究で用いる分子モデリングソフトや分子模型などを活用して、タンパク質の「かたち」を見る・触る・作るという自発的で積極的な活動を促すことで、なぜタンパク質の「かたち」が病気と関わるのか?を探求する学術研究の一端を受講生が自ら体験し考察することを目的とする。さらに、実施者自身のこれまでの歩みを紹介することで、タンパク質のふるまいが体内で巧みに制御される仕組みの面白さ生命現象をミクロの世界から眺めたときの感動病気の克服を目指した研究に携わる私たち研究者の想いを伝えることで、受講生の心の豊かさ・知的創造性を育むことに繋げたい。

講義・実習

講義①「かたちで決まるタンパク質のはたらき」(20分):タンパク質のカタチ(立体構造)の成り立ちについて,生物を未履修の受講生にも理解しやすいように工夫しながら説明し,高校生物の教科書で登場する代表的なタンパク質のカタチと機能の密接な関わりを説明する。

講義②「タンパク質のかたちと病気」(40分):3Dプリンターで出力した立体模型などを使いながら,ヘモグロビンの構造異常が原因で発症する鎌状赤血球貧血症,新型コロナウイルスの変異株など,タンパク質の変異や構造異常が原因で引き起こされる様々な病気について説明する

実習①「コンピュータをつかって薬を設計してみよう」(90分):実施者が研究で用いる創薬支援ソフトの無料版(myPresto Portal)を用いてインフルエンザの治療薬を受講生が自ら実際に分子設計する。さらに,自らが設計した分子について,受講生同士でお互いに討論するワークをおこなう。

実習②「分子模型でタンパク質のかたちをつくってみよう」(90分):タンパク質のカタチの成り立ちを直感的に理解することを助けてくれる教材(Tangle Protein Building Kit)を使って,この模型を試行錯誤しながら組み立てるワークをおこなう。さらに,この体験を通して実感した「タンパク質のカタチが成り立つ仕組みの巧妙さ」について,受講生同士でお互いに討論するワークをおこなう。

プログラム当日のスケジュール

実施方法の工夫

受講生に分かりやすく研究成果を伝えるための工夫

受講生が自ら活発に活動し考察するための工夫


  1. 大学や研究機関で「科研費」(KAKENHI)により行われている最先端の研究成果に、小学5・6年生、中学生、高校生の皆さんが、直に見る、聞く、触れることで、科学のおもしろさを感じてもらうプログラムです。↩︎

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