生命は、空間的・時間的階層性をもち、それらの階層間が関係 し合う非常に複雑なシステムである。 人はその複雑なシステムに対し、さまざまなスケール・視点か らそれを観察・計測し、データを蓄積してきた。 蓄積されたデータは、生命の断片化された情報であり、その断 片化された情報を再構築することにより、生命の理解ができる。 そして、研究によって得られた生命の知識は、より分かりやす く社会に浸透していく。 代表：藤山秋佐夫 | 参加研究機関：情報研・遺伝研・東京理科大・㈱三菱 総研 A.Fujiyama （ project leader ) A.Fujiyama （ project leader ) | NII, NIG(DDBJ), RIKADAI, MRI バイオポータルプロジェクトの紹介 生命の世界を整理して理解する！ ● 断片化された生命情報 近年のゲノム解読プロジェクトやプロテオームプロジェクトの 進展により、急激にゲノム配列、タンパク質立体構造データなど が蓄積されている。 ● 断片情報から生命を理解する 日本語バイオポータルサイト J abion 配列データ登録数の推移 (GenkBank) 現在、約 480 億文字のデータ！ 生物医学関連文献登録数の推移 (PubMed) 現在、約５００万文献！ しかしこれらのデータは生命の断片化された情報であり、関連 し合う断片情報を探し出し、整理する必要がある。例えば、 ” 光 合成 “ を検索すると、配列データベースでは数千件、文献データ ベースでは約一万件ヒットする。 生命の 断片情報 Ａ Ｂ Ｃ Ｂ Ｂ Ｃ Ａ Ｄ 関連する情報を いかに効率よく 探し出すか 情報をどのよ うに整理する か Ａ ＢＣ Ｄ 関連する情報をいかに効率よく探し出すか 情報をどのように整理するか 既知情報を利用した情報検索 言葉の壁 ( 英語 ) に対する対応 著名な情報へのアクセス容易性 既知情報の構造化  既知情報の構造化 ( オントロジ構築 ) 既知情報が構造化された最も良い例は教科書である。 しかし教科書は学問分野別に構成されているため、複数分野の 教科書を組み合わせることで、広範囲をカバーすることができ る。 また教科書は確立された知識の概要がまとめられているだけな ので、より詳細な情報や最新の研究データは、この上にマッピ ングされる。 1. 序説 2. タンパク質および酵素の構造と機能 3. 生体エネルギー学と糖質および脂質の代謝 3.1 生体エネルギー学 : ＡＴＰの役割 3.2 生体酸化 3.3 呼吸鎖と酸化的リン酸化 3.4 生理的に重要な糖質 3.5 生理的に重要な脂質 3.6 代謝の概観 3.7 クエン酸回路 : アセチル CoA の異化 3.8 解糖とピルビン酸酸化 3.9 グリコーゲン代謝 3.10 糖新生と血糖の調節 3.11 ペントースリン酸経路とその他のヘキソース代謝回路 3.12 脂肪酸の生合成 3.13 脂肪酸の酸化 : ケトン体生成 3.14 不飽和脂肪酸とエイコサノイドの代謝 3.15 アシルグリセロールとスフィンゴ脂質の代謝 3.16 脂質の輸送と蓄積 3.17 コレステロールの合成、輸送、そして排泄 3.18 代謝の統合と代謝燃料の補給 4. タンパク質およびアミノ酸の代謝 5. 情報高分子の構造・機能・複製 6. 細胞外および細胞内情報伝達生化学 7. 特論 1. 科学そして進みゆく生命の流れ 1.1 自然科学とその系譜 1.2 生命化学の基礎 1.3 生命を担う分子 1.4 細胞の構造と機能 1.5 細胞輸送 1.6 エネルギーと細胞 1.7 光合成 光合成の戦略 葉緑体 光合成の過程 明反応 暗反応 カルビン回路 1.8 解糖と呼吸 1.9 有糸分裂と細胞分裂 1.10 減数分裂と染色体のかくはん 2. 遺伝と進化 – 歴史と展望 3. 原核生物から植物へ 4. 動物の進化と多様性 5. 動物における調節のしくみ 6. 動物の個体維持と生殖 7. 行動と生態 – 生物圏内の相互作用 生命の全体像 1. 細胞とは 2. 遺伝の基礎 3. 研究方法 4. 細胞の内部構造 4.1 膜の構造 4.2 小分子の膜輸送と、膜の電気的性質 4.3 細胞内区画とタンパク質の選別 4.4 細胞内における小胞の輸送 4.5 エネルギー変換 ミトコンドリアと葉緑体 ミトコンドリア 電子伝達計とプロトンポンプ 葉緑体と光合成 ミトコンドリアと色素体の遺伝子系 電子伝達系の進化 4.6 細胞の情報伝達 4.7 細胞骨格 4.8 細胞周期とプログラム細胞死 4.9 細胞分裂のしくみ 5. 細胞のつくる社会 光合成 最新の研究データ 詳細な情報 分野Ⅰから見た生命 分野Ⅱから見た生命 分野Ⅲから見た生命 アポトーシス ゲノム 認知 記憶  既知情報を利用した情報検索 オントロジの構造を理解することで、 生命の全体像の理解につながるとと もに、知りたいことを具体化し、適 切な情報空間へ誘導される。  言葉の壁に対する対応 （日本語で利用できる環境の整備） バイオ日英辞書を用いることで、これまで実現されなかった、英 語で記述された遺伝子や文献データベースを日本語キーワードで 検索することができる。また検索結果は自動翻訳はせず、必要な 単語のみ日本語訳を付けることで理解を補助する。 英語 キーワード 対訳辞書 （日本語 → 英語） バイオ コンテンツ （英語） 検索結果 （日本語） 対訳辞書 （英語 → 日本語） キーワードの 和英変換 キーワード 検索 日本語 訳付け 日本語 キーワード マウスをもってい くと日本語訳が表 示  著名な情報へのアクセス容易性 (Impact Factor を利用した文献検 索） 専門外の分野を学習するには、まずレビュー論文や著名な論文を参 照することが多い。著名度の１つの評価方法として、 Impact Factor や Citation Index を用いる方法があり、これらの指標で文献検索結果 を並べ替えることで論文検索を補助することができる。 Ｉｍｐａｃｔ Ｆａｃｔｏｒによる検索順位の変化 従来の検索順位 並べ替え後の順位 従来順位が低く見つけ難かったマウスゲノム解読の 論文 (Nature 誌 ) が、適切なキーワードを用いることで ほぼトップに見つけることができる。 原子・分子 ＤＮＡ ＲＮＡ タンパク質 細胞 個体 組織・器官 集団・種 生態系 分子生物学 細胞生物学 生化学 解剖学 生理学 生態学 集団遺伝学 観察・計測 観察・計測データの蓄積 ゲノム・タンパク質配列 タンパク質立体構 造 タンパク質間相互作 用 脳活動生物種変動 生命の再構築（＝理解） 文献情報 生命の階層性 学問分野がカバーする領域 断片化された生命情報 生命の理解の普及 中学生 高校生 大学生 研究者 会社員 主婦 シルバー世代 子供 再生医 療 ＢＳ Ｅ 再生医 療 遺伝子 組換え 生命の世界 研究の世界 情報の世界 一般の世界 再構築された生命像 ● 生命 / 研究 / 情報 / 一般の世界、そしてそれらをつなぐも の 1. 科学そして進みゆく生命の流れ 1.1 自然科学とその系譜 1.2 生命化学の基礎 1.3 生命を担う分子 1.4 細胞の構造と機能 1.5 細胞輸送 1.6 エネルギーと細胞 1.7 光合成 光合成の戦略 葉緑体 光合成の過程 明反応 暗反応 カルビン回路 1.8 解糖と呼吸 1.9 有糸分裂と細胞分裂 1.10 減数分裂と染色体のかくはん 2. 遺伝と進化 – 歴史と展望 3. 原核生物から植物へ 4. 動物の進化と多様性 5. 動物における調節のしくみ 6. 動物の個体維持と生殖 7. 行動と生態 – 生物圏内の相互作用 最新の研究データ