神経機能分子学 

シラバス

１．授業科目と単位

生理科学専門科目　「神経機能分子学」、
(X)講義 ( )演習 ( )実習、
1単位

２．履修対象者

生理科学専攻の D1,2は必修、3,4,5は選択

３．授業担当教員

久保義弘

E-mail：　ykubo@nips.ac.jp
TEL：　0564-55-7821
生理学研究所（明大寺地区） 264 号室

４．授業実施期日時間

［対面講義］

２００６年　毎週金曜日　１６：００〜１８：００
４月１４，２１，２８日
５月１２．１９，２６日
６月２，９，１６ 日

５．授業実施場所

［対面講義］　　　生理学研究所（明大寺地区） 5 階会議室

６．履修条件、受講方法

5 年一貫性の新入生が理解できることを目指して行うため、先立って受講しておかなければならない講義はない。申請は履修届けを大学院係に提出することによって行う。

７．授業内容の概要

脳の機能単位である神経細胞の興奮と伝導を担っている重要な機能分子として、イオンチャネル、受容体がある。この講義シリーズでは、まず、第1,2回において、神経細胞等の静止膜電位と興奮性の成り立ち等の、一般細胞生理学の基礎事項について解説する。次に、第 3,4回において、イオンチャネルや受容体の、分子の多様性と機能発揮のメカニズム、さらに、G蛋白質による細胞内情報伝達とその調節機構について解説する。第 5,6,7,8 回においては、イオンチャネル・受容体の構造と機能およびその動態を探るための、光生理学的アプローチや単一粒子構造解析といった、ユニークな方法論について紹介する。最終回の第 9回においては、イオンチャネルや受容体の働きが、どのように神経細胞や脳の機能に結びつくか、そしてその分子異常がどのような症状をひきおこすか、について解説する。

８．授業の達成目標

  1. 細胞の静止膜電位と興奮性の成り立ちについて理解する。
  2. イオンチャネル・受容体の分子の多様性と機能発揮のメカニズム、G蛋白質によるシグナリングの調節機構について理解する。
  3. イオンチャネル・受容体の動的構造機能連関に対する種々の先導的な研究手法の特徴とその意義について理解する。
  4. イオンチャネル・受容体が神経細胞や脳において果たす役割と、分子異常によるその破綻について理解する。

９．授業計画：　対面講義の日程

第1回　 4月14日
「細胞の一般生理」
久保　義弘 （生理研・神経機能素子）
第2回　 4月21日
「静止膜電位と活動電位の成り立ち」
久保　義弘 （生理研・神経機能素子）
第3回　 4月28日
「イオンチャネルの多様性と機能発揮のメカニズム」
久保　義弘 （生理研・神経機能素子）
第4回　 5月12日
「G蛋白質結合型受容体による細胞内シグナリングとその調節」
斉藤　修 先生 （長浜バイオ大学・バイオサイエンス）
第5回　 5月19日
「神経機能分子のユニークな解析法 1 -- FRETによる構造変化の解析 --」
立山　充博 （生理研・神経機能素子）
第6回　 5月26日
「神経機能分子のユニークな解析法 2 -- 単一粒子構造解析 --」
佐藤　主税　先生 （産総研・構造生理）
第7回　 6月2日
「神経機能分子のユニークな解析法 3 -- 結晶構造解析 --」
宮澤　淳夫　先生 （理研播磨研究所・バイオダイナミックス）
第8回　 6月9日
「神経機能分子のユニークな解析法 4 -- 脂質2重膜再構成法」
老木　成稔　先生 （福井大・医・生理）
第9回　 6月16日
「神経機能分子からシナプス、脳へ」
平野　丈夫　先生 （京大・院理・生物物理）

10．使用参考書、参考文献

11．単位取得要件と成績評価基準

達成目標 (1) - (4) に基づいた課題を提示し、レポートによる解答を求める。期限までにレポートを提出した受講者のうち、要点を理解していると判定されたものに単位を認定する。成績は可否で示す。

12．その他のコメント

特になし

Syllabus

1. Course Title, style, and credit

Biophysics and molecular bases of membrane excitability,
(X) lecture, ( ) Discussions ( )practice,
1 credit

2. Appropriate grade level and Eligible Departments

D1, D2 (obligatory), D3-5 (optional) School of Life Science

3. Lecturer(s)

Yoshihiro Kubo

E-mail: ykubo@nips.ac.jp
Phone: 0564-55-7821, FAX: 0564-55-7773,
Rm264 in Myodaiji building of NIPS

4. Time

[oral]

16:00-18:00 on every Friday
from April 14 - June 16, 2006

5. Place

[oral]    5F seminar room in Myodaiji building of NIPS

6. Prerequisites and Styles

This course begins with basic introductions of membrane physiology of excitable cells, and there is no lecture course especially requested to have been finished in advance. The course is given as oral lectures, and sufficient information in English will be given if foreign student(s) attend.

7. Contents

Ion channels and receptors are important molecules underlying the excitability of neurons and their communication. In the 1st and 2nd lectures, we will introduce the fundamental knowledge of general physiology, especially about the mechanisms of the resting potential and the generation of action potential. In the 3rd and 4th, we will explain about the molecular diversity, the function mechanisms of ion channels, as well as the signal transduction by G protein-coupled receptors and the regulation mechanisms. In the 5th to 8th, we will introduce some unique and cutting-edge approaches to elucidate the structure-function relationship and the dynamics, including optical FRET analyses and single particle structure analyses. Finally we will give a lecture on how the function of ion channels and receptors are linked to the activities of the brain, and also what kind of disorders the molecular abnormalities will induce.

8. Course objectives

  1. To understand the mechanisms of the resting membrane potential and the generation of action potentials.
  2. To understand the molecular diversity and the functioning mechanisms of ion channels and receptors, as well as the signaling mechanisms by G protein coupled receptors and its regulation.
  3. To understand the detail and the significance of the various cutting-edge approaches to the dynamic structure-function relationship.
  4. To understand the functional roles of ion channels and receptors in the brain, as well as the disorders caused by the molecular abnormalities.

9．Schedule

(1) April 14
Introduction of cell physiology
Yoshihiro Kubo (NIPS)
(2) April 21
Mechanisms of Membrane potential and generation of action potential
Yoshihiro Kubo (NIPS)
(3) April 28
Molecular diversity and mechanism of function of ion channels and receptors
Yoshihiro Kubo (NIPS)
(4) May 12
Signaling and the regulation of G protein coupled receptors.
Osamu Saitoh (Nagahama Bioscience Univ.)
(5) May 19
Approaches to structure-function relationship 1 -- FRET analysis --
Michihiro Tateyama (NIPS)
(6) May 28
Approaches to structure-function relationship 2 -- Single particle structure analysis --
Chikara Sato (AIST, Neuroscience Research Institute)
(7) June 2
Approaches to structure-function relationship 3 -- Crystal structure analysis --
Atsuo Miyazawa (RIKEN, Harima, Biodynamics)
(8) June 9
Approaches to structure-function relationship 4 -- Lipid bilayer reconstitution --
Shigetoshi Oiki (Fukui Univ, Med, Physiology)
(9) June 16
From ion channels and receptors to the brain function
Tomoo Hirano (Kyoto Univ, Science, Biophysics)

10．Lecture materials and readings

  1. Ion channels (by Aidley DJ and Stanfield　PR), Cambridge Press, 1996
  2. Ion channels of excitable membranes 3rd Edition (by Hille B), Sinauer, 2001
  3. From Neuron to Brain 4th Edition (by Nicholls JG et al.), Sinauer, 2001

11．Grades

A theme based on the four course objectives will be presented by the lecturer at the end of the course. Students are requested to submit an essay report on the theme by the dead line. The grades will be determined by the quality of the report, and will be either "passed" or "failed".

12．Notes

Nothing particular



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