学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

理・博前

時間割コード
Registration Code

2605008

科目区分
Course Category

先端専門講義科目群（通常講義）
Advanced Science Classes (Lectures)

科目名　【日本語】
Course Title

生命システム特別講義Ｂ

科目名　【英語】
Course Title

Special Lecture on Systems Biology B

コースナンバリングコード
Course Numbering Code

担当教員　【日本語】
Instructor

木下俊則 ○ 魚住信之

担当教員　【英語】
Instructor

KINOSHITA Toshinori ○ UOZUMI Nobuyuki

単位数
Credits

開講期・開講時間帯
Term / Day / Period

秋集中その他その他
Intensive(Fall) Other Other

授業形態
Course style

講義
Lecture

学科・専攻
Department / Program

理学専攻

必修・選択
Required / Selected

選択

授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)

生体膜は、物質輸送やエネルギー変換の場として機能し、生命活動を支える重要な構造である。その中心的な構成要素の一つが、外界環境の変化に適応して機能するイオン輸送体である。イオン輸送体は、養分吸収、体内循環、環境ストレス応答、さらには気孔開閉などの生理現象に深く関与している。限られた基本構造を基盤としながら分子進化を遂げ、多様な環境に適応する機能を獲得してきた。本講義では、微生物・植物・動物に広く存在するイオン輸送体（チャネル、トランスポーター、ポンプ）を中心に、その構造と機能、進化的背景について概説する。特に、微生物や動物細胞を用いた発現解析系、電気生理学的測定、膜タンパク質の構造解析などの手法を通じて明らかになった、大腸菌，藍藻，酵母および植物のK⁺輸送体の輸送機構について解説する。耐塩性に関わるNa⁺トランスポーター、非栄養元素であるRb⁺／Cs⁺輸送体、気孔開閉や光合成電子伝達系を制御するイオン輸送体およびその調節機構，輸送体の調節化合物についても紹介し、イオン輸送体が環境適応に果たす役割を統合的に理解する。

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

Biological membranes function as sites of material transport and energy conversion and are essential for sustaining life. One of their key components is ion transporters, which operate in response to changes in the external environment. Ion transporters play important roles in nutrient uptake, internal circulation, stress responses, and physiological processes such as stomatal opening and closing. Although they are based on a limited number of core structural frameworks, they have diversified through molecular evolution and acquired functions that enable adaptation to various environments. This course provides an overview of ion transporters including channels, transporters, and pumps widely found in microorganisms, plants, and animals, with a focus on their structure, function, and evolutionary background. In particular, the course will explain the transport mechanisms of K⁺ transporters in Escherichia coli, cyanobacteria, yeast, and plants, as revealed through heterologous expression systems using microbial and animal cells, electrophysiological measurements, and structural analyses of membrane proteins. In addition, Na⁺ transporters involved in salt tolerance, Rb⁺/Cs⁺ transporters for non-essential elements, and ion transporters that regulate stomatal movement and the photosynthetic electron transport system will be introduced, along with their regulatory mechanisms and chemical modulators. Through these topics, students will gain an integrated understanding of the roles of ion transporters in environmental adaptation.

到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))

イオン輸送体の進化的成り立ち、構造基盤、機能特性および生理的役割の共通性と異同を理解し、分子・構造・生理学的解析手法に関する知見を獲得することを目標とする。

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

The aim of this course is to understand the evolutionary origins, structural basis, functional properties, and physiological roles of ion transporters, including their similarities and differences, and to gain knowledge of molecular, structural, and physiological methods used to analyze them.

授業の内容や構成
Course Content / Plan

集中講義形式により講義および質疑応答を実施し、受講者の理解の深化を促進する。

履修条件
Course Prerequisites

学部専門講義で要求される生物学の基本的知識。