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バイオサイエンスで豊かな暮らし(’08) 第15回

辛かったバイオサイエンスも最終回です.第15回は「バイオサイエンスの新たな可能性」です.というか,最終回はまとめ回なので,それほど真新しいことはないです.

われわれが知っている微生物が全体のほんの数パーセントに過ぎない.真菌で95%,細菌に至っては99%が知られておらず,その秘めた可能性は期待されるところである.

これからの時代はオミックスなんだそうです.特にメタボロミックスが重要らしいです.また,これまで微生物といえば,地表面から採取されたものが主であったが,これからは海洋微生物の研究が進められていくだろうとのこと.

バイオサイエンスの応用は多岐にわたっているが,これからの持続可能な社会に向けて,化石燃料依存社会から循環型燃料依存社会へと移行されるべきである.そのために活躍するのが微生物であり,バイオサイエンスである.炭水化物,アルコール,ブタノールなどをエネルギーにした再利用可能なエネルギーがこれから注目されていくだろう.

というわけで,今学期に受講していた全ての講義を受講し終わった.バイオサイエンスは一般教養として聞くのであれば面白かったが,これで試験が行われるとなると気が重すぎる.ほとんど分かっていない.分かったことはなんだ?と聞かれても答えられないくらいに分かってない.唯一の救いは持ち込み可の試験であることだが,そうやって気を抜くとフルボッコにされるのは世の常である.これが全入大学の総合教育科目(専門科目ではない)だよ.なんつっても講師の先生が北大名誉教授と名大名誉教授だからね.贅沢な講義だぜ.みんなも生涯学習として放送大学を見ればいいのに!!

バイオサイエンスで豊かな暮らし(’08) 第14回

第14回は「バイオサイエンスVI エコシステムの保全と環境浄化」です.なんとかあと1回まで漕ぎ着けました.

下水や排水の処理は古くから行われている技術である.それらは,好気処理及び嫌気処理として,既にある程度完成した技術である.しかし脱窒および脱リン技術に関してはまだまだ改良の余地がある.

発酵工場や食品工場のように資源か可能な有機物の多い汚水は,CODの濃度によって分別処理することの方が,資源リサイクルの考えからも得策である.排水処理の際に指標となる項目は上図の通りである.これらの意義は以下の通りである.

  • BOD: 汚水中の還元物質が微生物の呼吸作用により酸化される際に消費する酸素量.
  • COD: 有機物質を化学的に酸化するとき消費した酸化剤の量に相当する素量.
  • TOC: 炭素を急速に燃焼させ,発生する二酸化炭素を赤外分光法で測定する.
  • SS: 水中に浮遊する物質又は懸濁物質.

廃水処理に関与する微生物としては,上図のようなものがあげられる.バシルス!

バイオレメディエーションは生物,特に微生物のもつ化学物質の分解能力を利用して,環境中に放出された有害物質を分解,無害化する技術である.この技術には,汚染を修復するために適切な微生物を添加して行うバイオオーグメンテーションと汚染域に既に存在している微生物を適切な栄養源を与えることで増殖を促進し,その結果として修復を速やかに進めるバイオスティムレーションがある.

代表的な分解に関与するプラスミドは,上図の通りである.プラスミドという言葉はよく出てくるが,実は意味をしならない.ペプチドもしらない.

重金属は微生物を用いて回収することができる.ただし,上図は間違っている.教科書には正誤表が付くが,放送教材には正誤表が付かないので困る.というか,上図の場合はどこが間違っているかなんて明らかなので,別に構わないが,間違ってるなら間違ってるで,訂正くらい打って欲しい.

一般に微生物は,ばい菌と呼ばれ,常に病気と関連付けて考えられている.微生物のほとんどが無害か有用であることは理解されていない.今日は,抗菌グッズが流行して,あたかも無菌であることが非常によいことのように言われているが,これは自然な生物間平衡を考えるとひどく間違ったものと言えよう.このようなことによって,ヒトに本来あるべき免疫力の確保や自然生体防御系を見だしていると言えるかも知れない.ヒトの腸管には100種以上の菌が存在していると言われている.これらは有用なものも有害なものもある.例えば,有用な菌である乳酸菌群についても,年齢,食習慣などで大きく変化することが知られている.私の腸内も乱れているのであろう.

バイオサイエンスで豊かな暮らし(’08) 第13回

第13回は「バイオサイエンスV 医薬品生産への応用」です.

これまでの抗生物質をはじめとする医薬品は,ほとんどが低分子化合物であり,それらの発見は偶然の所産であることも多かった.バイオテクノロジーの発展で,ヒトタンパク質を直接生産することを可能にした.バイオ医薬品を定義すると,本来ヒトにはわずかしかない薬理作用を持ったペプチド又はタンパク質を組換えDNA手法を用いて大量生産を図り,治療に供しようとするものである.

わが国で最初に市場に出たバイオ医薬品は1986年のヒト成長ホルモンである.ソマトスタチンは成長ホルモンの分泌を調節するホルモンである.これが初めて遺伝子操作によって大腸菌で作られたヒトポリペプチドである.

ソマトスタチンDNAの合成に際しての工夫が上図である.

インシュリンは膵臓のベータ細胞のつくるペプチドホルモンで,血糖降下作用があり,糖尿病の治療には必須の医薬品である.従来,インシュリン製剤は牛や豚の膵臓を原料としていたが,供給が不安定で,年々増加する糖尿病患者への供給が不足してきていた.また,ブタインシュリンはB鎖の30番目のアミノ酸がアラニンとなっているが,ヒトインシュリンはトレオニンである.この違いがアレルギーなどの強い副作用を起こしていた.ヒト型インシュリンは遺伝子組換え技術によって商品化されたバイオ医薬品の第1合であり,副作用の問題を完全に解決した.また,近年では飽和脂肪酸(ミリスチン酸)を付加して,体内での効果の持続性を高める改良もなされている.

ヒト成長ホルモン(HGH)は,わが国で最初に上市されたバイオ医薬品である.従来HGHは死体の脳下垂体から抽出する以外に製品化する方法がなかった.HGHの遺伝子の取得は,下垂体からのmRNAを介したcDNAと化学合成による遺伝子の組み合わせで行われた.

あとはよく分からないので図だけ.

バイオサイエンスで豊かな暮らし(’08) 第12回

第12回は「バイオサイエンスIV 食料への応用」です.この回は具体例が多かったので,比較的興味を持って講義を受けられました.

主食であるイネの祖先種「オリザ・ペレニス」は上記のような特性があり,食料として確保するのは難しかったと想像されている.我々の祖先が周りの動物たちと争わずに食糧を確保して生き残れたのは,食べ残しの種やイモから再び芽が出てそれが前と同じように育ったことを発見したからだと思われている.この農耕の発見こそ,人類史上一大発見といえる.農耕はカルチャー(culture or agriculture)と訳され,文明,文化と同義だが,大地に種をまき作物を育てることこそが,人類の文明の発祥であることを端的に示している.

今日の栽培種は「自然のまま」の植物ではなく,「人間に都合のよいように改良された」植物である.太古では選抜が基本であり,再現性が得られないことも多く,失敗が多かったに違いない.メンデルの法則が発見され,交配による品種の造成法ができあがってくる.さらに,遺伝子変異を人為的に拡大することが作物にも応用された.しかし,人為的な変異誘起は「不利な方向への変異」の発生も多く,方向性を明確にはできなかった.ついで登場するのが,細胞操作を中心とした植物バイオテクノロジーであり,最近確立されたのが,遺伝子組換え技術である.

上図は植物組織培養によって生産される産業上重要な代謝物質である.特に説明することはないです・・・.

GM(遺伝子組換え)作物をつくるには,有用な遺伝子を使える状態に取り出しておくことが前提になる.そして以上の3つの方法で遺伝子を生きた細胞に導入する.

選抜法からGMまでの作物品種改良技術の流れを示したのが上図である.

バイオサイエンスで豊かな暮らし(’08) 第11回

第11回は「バイオサイエンスIII 組換えタンパク質の生産」です.もちろん,分かりません.分かるところだけまとめます.

RNAポリメラーゼは2本鎖DNAの一方の鋳型鎖,すなわちアンチセンス鎖を鋳型にして相補的なRNA鎖を5’から3’方向に合成する.もう一方のRNA鎖と同一の配列を有するDNA鎖をコーディング鎖またはセンス鎖と呼ぶ.最近は1種類のRNAポリメラーゼがmRNA,tRNA,rRNAのすべてを合成するが,真核生物はRNAポリメラーゼI,II,IIIがあり,それぞれrRNA,mRNA,tRNAを合成する.

以下は私見.全然わかんない.転写開始点から-35領域と-10領域に保存されてる配列がどうのこうので10塩基程度合成されるとか,転写速度が遅くなるとか,終結シグナルとか,イミフ.プログラミングかよ!

たぶん大事なことを説明しているんだろうけど,全く理解できない.この図だけを見ても,知らない用語が多すぎ.やんなっちゃうなーもー!

そしてもう分かる内容が無いよう・・・.ダメだオレ.

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