MBCセミナー1-2 ゲノムの多様性と生物の系統樹

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投稿者:城田松之

このセクションでは生物の多様性と生物間の類縁関係について述べられています.

議論した点 

 

・遺伝子の水平伝播はどのような時に起こる

生物の多様性をもたらす要因として新規遺伝子の創出があります.これは主に古い遺伝子の変異,重複,相同組み換えによって起こりますが,水平伝播によって起こるものもあります.この水平伝播がどのような状況でおこりやすいのかを皆で考察しました.
ゲノムは守らなければならない
細胞とDNAを混ぜるだけでも形質転換(病原性の伝播)がおきるので,比較的容易に水平伝播するのではないか
ではご飯を食べるだけでも伝播するのか?死んでいれば大丈夫?
原核生物は起こりやすいので,核がないということが重要なのでは.
生命誕生の時にはもっと防御システムが弱かった.
細胞内ではDNAseが存在して外来のDNAを分解している.
自分のDNAが分解されないようにDNAメチル化などの制限修飾系をもちいて防御している.
有性生殖も水平遺伝なのか

・原核生物の形と環境

丸いものが自然に見える.細長いものやらせん状のものはどのようにしてそのような形になっているのか
関連しそうな因子
 栄養・表面積・流れ
細胞の形は細胞壁や細胞骨格によって形成されている.
表面の分子,脂質などによっても形は決まる
丸いものは動かなくてもよいのか
短い繊毛があって動くことができるものもいる
受動的に生きていればよいものは丸くて能動的に運動しなければならないものは細長かったりらせん形をするのではないか

その他挙げられた疑問点

・自由エネルギーとは何か?

・ゲノムサイズと遺伝子数の関係は

・深海の生物はどうやって生きているのか

・細菌と古細菌の違い

・ウイルス由来の塩基配列がどうやって伝わるか

・最初は無機栄養生物と光栄養生物のどちらから始まったのか

・なぜ生物のドメインは3つなのか

 

感想

生物がどのようにして今のような形態に進化してきたかというのは生物学の大きな謎のひとつです.遺伝子の水平伝播は生物が多様性を獲得するためのメカニズムの一つですが,どのような場合にそれが許されたり許されなかったりするのかということは難しい問題だと思いました.また,生物の形については,必ずしも遺伝子だけで決まるわけではなく,細胞を構成する膜やタンパク質などの物性にもよると考えられるので,物理化学の領域の検討事項であるようにも思います.

MBCセミナー 1-1: 地球上の細胞が共有する特徴

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「細胞の分子生物学」(第五版)を用いて議論するセミナーを始めました. 各節のまとめをラボブログに載せていきたいと思います.

担当:大林武
参加者: 9名
節の概要: 生命共通の仕組み.特に,自己複製を実現するための物理的実体としてのDNA,ならびにDNA→RNA→タンパク質の情報の流れを示す.

議論1 DNA→RNA→タンパク質の情報伝達系の始まり

・(RNA説)RNAウイルスの存在はRNAから始まったことを示唆する.
・(タンパク質説)ヌクレオチドよりもアミノ酸の方が構造が単純.
 ・初期の地球環境を模した研究では,いくつかのアミノ酸が自然合成されていた.
・(RNA説)ヌクレオチドを構成する,プリン,ピリミジン,リボースは環構造を持つ.環構造は自由度が小さくなり,また分解されにくいので,他の物質との相互作用が起きやすい.
・(RNA説)炭化水素鎖は膜脂質にも使われており,利用しやすいものかもしれない.そうであれば,リボースは直ぐに作成できそう.

議論2 アミノ酸はなぜ20種類か?

・もし一種類しかなければ,長さでしか情報を表現できない.最低限2種類は必要.
・疎水性アミノ酸は性質の違いが小さく,無くても大丈夫そう.
・最低限なくては困るアミノ酸は数種類しかない
 ・疎水性アミノ酸の何か
 ・親水性アミノ酸
 ・架橋するためのシステイン
 ・酸性アミノ酸,塩基性アミノ酸:荷電性物質の選択に必要(イオンやリガンド).

・コドンとの関連
 ・アミノ酸が16種類ならば2塩基コドンで良く,ゲノム配列の節約になる.
 ・3塩基コドンならば,最大64種類使うことも可能だが,生合成コストによる制約によって20種類になっている.

議論3 アミノ酸の供給源

・動物はタンパク質を経口摂取
 ・アミノ酸は何回でも再利用が可能(劣化しない)
・細菌や植物は外部タンパク質を大量摂取できないので,自前で合成.

議論4 DNAの塩基はなぜ4種類か

・2文字ならば,長いゲノムが必要
・偶数文字でないと,相補対を作れない
 ・自分同士で相補対が作れると,奇数文字でも大丈夫.
・AT(2)とGC(3)と異なる2重結合数ペアになっている.
 ・塩基の構造を考慮すると,2重結合の数が異なる方がミスが少ない.
 ・2種類の結合強度が存在することで,ゲノムの大局的な強度変化を作ることができる.

他の議論点

・mRNAの構造(tRNA, rRNAとの比較)
・DNAは何故2本鎖
・チミンとウラシルを使い分ける理由
・遺伝子と発現調節部位の位置関係

感想

現存する生命体のシステムがどの程度必然であったのかが面白いと思っています.全く同じ原始地球環境を用意したら,全く同じシステムができるのか.重力・光・水などの条件が異なるとどうなるのか.

駅伝、それは生きる糧となる

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11月某日
昨年度、我々からの挑戦を受け
かるーく蹴散らしたお隣の研究室、中尾研から挑戦状が届いていました。


良いでしょう。受けて立ちます。

もしかしたら、コンディションが悪いし負けちゃうかもしれないなー
とか思わずに、昨年同様かるーくひねりつぶして差し上げましょう。

11月26日 土曜日
天候にも恵まれ、予定通り駅伝大会が実施されました。

集合時刻の朝9時には、当日出場予定のない朝の弱い写真係が珍しく早く到着し
そのせいか逆に1名ほど遅刻者がでたようですが、点呼には間に合いました。

第一走者がぞくぞくと集まってきています。
中央部で寒さに震えているのが我らが伊藤君です。


予定の10時30分から10分以上寒さに震えながら待ち
やっとこさスタート
伊藤君が写った写真を見つけることができなかったため適当な走り出しの写真


そして第二走者サワニーさんから土多さんへタスキが渡ります!かろうじて土多さんが見える!?


そして第四走者、我らが大林さん。競り合ってます!(木下先生のカメラ綺麗に写るなぁ・・・


待機している笠原さんを激写!


読者の皆様は、お気づきになられるでしょうか。靴なのに5本指であるということが・・・
これがのちに東北大学の歴史に名を刻む、恐怖の5本指スニーカーである・・・

第四走者から第五走者へは中央から離れていたため、撮影することができませんでしたが、
帰ってきた岡村さんをすかさずパチリッ!
完全に風をとらえています。この時、「まだまだ俺は行ける!」と思ったとか思わなかったとか


おや、こんなところに木下先生と奥さまと大林さんの奥さまが

おっと、田高君を発見!
登ってきています。

そして、笠原さんにエアタスキ渡し!

城田さんが帰ってきて

平谷さんがゴール!!


はたして結果は・・・!

大健闘の15位!
そして挑戦状をたたきつけてきたお隣中尾研はどうなったのか・・・

どーん!


17位で我が軍の勝利です!
今年も圧倒的な?差というものを見せつけてやりました。
まぁ17位ですか?早いですよね。うちは15位ですけど。
17位っていったら全参加研究室がいくつでしょう40近くあるなかですし真ん中以上!
来年また頑張って欲しいですね。

木下研は、君たちの挑戦をいつでも待っている!

そしておでん!駅伝とおでんがかかっていたのはこの時知りました。


最後におでん後に屋上で写真撮影
変顔でという指令がでたのですが、一人しかやってないようです。おかしいなぁ


今回、写真が多いので表示に時間がかかってしまうかもしれません。
きっと今の時代光ですよね!Hikari!そんなことを言っていたら怒られますね。

中尾研を煽っていたのも、先輩にやれって言われたんです。怒らないでください。すいませんでした。
僕は中尾研大好き!

(写真提供:木下先生、大林さん、中村)
(文責:中村)

合宿

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木下研初の合宿が行われました!(10月28日、29日)

場所は川渡セミナーセンターです。仙台から電車やバスで2時間ほどのところにあります。
かなり大自然の中に建てられています。
到着後さっそく行われたセミナーですが、発表テーマは各自「研究以外のこと」でした。
発表は途中でしたが、夕ご飯にジンギスカンをはさみました。
合宿施設だけあってかなりのボリュームでした。
さらに発表はまだ途中なのにこの後、川渡温泉へ。
後半のセミナーは中止かと思われましたが、なんとか続行され無事最後まで。
みなさま発表お疲れ様でした。
翌日は、まずは紅葉を眺めに鳴子峡へ移動。
淡い色の変化の紅葉がきれいでした。
大自然を前にするとヒトの存在の小ささに打ちのめされます。
この後、鳴子温泉へ。(温泉2回目)
温泉街でおいしいものを食べ、仙台へ帰りました。
みなさま合宿お疲れ様でした。
ちなみに、初日夜にC葉さんが持ってこられたボードゲーム「パンデミック」がすごく面白かったです。
すばらしいゲームバランスでした。
写真提供:笠原さん
文責:沼倉

芋煮

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今回は昨日行われた研究室芋煮会の様子を簡単に紹介します。
場所は有名な芋煮スポットである牛越橋下。
平日にも関わらず結構なヒトが芋煮でにぎわっていらっしゃいました。
少々寒かった気もしますが、雨も降らずいい感じの芋煮日和でした。
一部の方はラボから牛越橋まで走って来たので、駅伝の練習になったとかならないとか。

芋煮は宮城風・山形風の2種類作りました。
宮城・山形抗争は起こらずひと安心。
写真は無いですがかなりのヒトがマシュマロをあぶることに熱中してました。
油断すると黒こげになってしまうというちょっとした緊張感がいいですよね←
準備とか大変でしたけどいい感じの芋煮になったと思います。
皆様お疲れさまでした。
写真提供:木下先生
文責:田高

被災

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笠原です。被災しました。
研究室に居たひとは皆無事。4年生1名連絡取れてませんが)、東京に居たはず。
3年生は連絡とれてません。というか携帯電話の連絡先知りません…。見てたらコメント下さい。
仙台市の様子を載せておきます。

Mar.12 広瀬川
Mar.12 青葉山キャンパスあおば食堂
Mar.12 青葉橋から
Mar.12 潜伏場所
Mar.13早朝 国分町
Mar.13 ローソン
Mar.13 中ノ瀬橋(たぶん)
以上です。また。

Merry X’mas と Happy birthday と ・・・

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まずはじめに


メリークリスマス!
続きまして

ハッピーバースデイ!岡村君&城田さん!
というわけで大掃除後にプチクリスマス&誕生日パーティーをやりました。
うちのラボには、な、なんと、クリスマスイブが誕生日の人が二人います(^^)
B4の岡村君と助教の城田さんです。
誕生日とクリスマス一緒にされちゃってかわいそ・・・1粒で2度おいしいですね(^^)笑
何はともあれ二人ともおめでとうございます!
とりあえずケーキ編はこのへんで。
(文責 B4平谷)
p.s.
もう一個おめでたい話が。助教の大林さんが先日婚約されたそうです。
こちらもおめでとうございます!

研究室の大掃除

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どうも、初投稿のツチダです。


今日は研究室の大掃除がありました。大掃除ってやり始めると止まらないですよね。どうでもいい(?)所が気になったりして・・・、掃除が終わった今もまだスッキリしてない感じがします。

しかし、研究室をお掃除していると昨年の大掃除からたまったホコリと共に、自分の心の中に渦巻く黒い野望や企ても浄化され、きれいになったような気がします。まぁ、もともとキレイですけどね(笑)
あっ、この写真は堤さんが掃除し終えたフィルターをセットしているところです♪
・・・・・・、でも個人的にH氏がよくわからない表情をしているのが気になります。なんとも言えませんね(笑)いえいえ、失敬。。
さて、今年も残す所わずかになりました。今年は皆さんとすてきな研究生活を送ることができました。本当にありがとうございました。来年も宜しくお願いいたします。
それでは皆さんよいお年をお過ごしくださいましぃ〜。。。
以上ツチダでしたぁぁ〜☆

Project 35K

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先日の駅伝大会は、東北大に来て一番楽しみにしていた行事なので、14位という好成績には感無量です。この研究室12人全員の努力を、誇りに思っています。

駅伝の表彰式は他のスポーツ大会とは全く異なっていました。自分を超えるために全力を尽くした者たちによる一体感に満ちていました。あの空気の中で、表彰状(10位以内が入賞)を持ち帰ることが来年の目標です。
秋の青空の下をゆっくり走るのはとても気持ちが良いものですが、タイムに挑戦するのは楽なことではありません。楽しく身体作りを行うために、4連覇を成し遂げた加藤研のカリキュラムを参考にして、来年は以下のプログラムを試してみたいと思っています。
しかし、これらを全て行っても、加藤研の下手な焼き直しにしかなりません。やはり、誰もやっていないことに挑戦したい。
そこで、これらのプログラムを、全てお隣の中尾研と合同で行い、両研究室ともに入賞することを目標にします。
名付けて、Project 35K (3 goukan 5 kai no Kiseki)
来年春に始動します。
(文責:大林武)

駅伝大会

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結果から参りましょう。
着順: 14位(前にオープン参加のチームがいたため、公式順位は13位)
タイム: 59分11秒
目標を大きく上回る成績を残すことができました。
先日のタイム計測では64分34秒でしたので、5分以上の大躍進。
如何に皆さんが練習で手を抜いていた本番で力を発揮できたかがわかりますね。
当日は晴れ、気温も16℃くらいと絶好の駅伝日和でした。
午前9時に研究室に集合。心配されていた遅刻者もなく一安心。
5区→6区 襷渡し
7区 中継地点直前の力走
8区 襷を握り締め快走
10区 ゴールに向けてラストスパート
予想以上の好成績をとることができ、怪我などのアクシデントもなく
大変満足のいく結果でした。皆さんお疲れさまでした。
来年の目標は10位以内!?
駅伝終了後は伝統(?)のおでん。
B4のみなさんが前日から作り込んだものを、おいしくいただきました。
お  で  ん
(写真提供:木下先生、笠原さん)
(文責:堤)