JUN 5, 2025

「教育者の月」：生徒たちにタンパク質の仕組みを生き生きと理解させるための強力な計算ツール

本講演では、アーサー・シコラ氏が、テクノロジーがどのようにして学生たちにとって生化学を生き生きとしたものにしたかについて、2つの事例を紹介します。特に、学生のインシリコ学習を支援するためのリソースの共有やカリキュラムの普及に焦点を当てます。

これまでの私のキャリアにおけるハイライトの一つは、「生化学・実践的科学探究ラボ（BASIL）」と呼ばれる、コースベースの学部生向け研究体験プログラム（CURE）の開発と指導に協力したことでした。このBASIL CUREでは、計算科学と実験室での実証実験を組み合わせたアプローチを用いて、機能が未知のタンパク質構造を研究しています。 学生たちは、学位取得のために履修が必須となっている授業の一環として、多くが人生で初めて、そして唯一となる研究体験を行います。強力な計算ツールを用いてホモログを特定し、学生たちは潜在的な酵素基質を予測し、分子ドッキングを用いてその候補を絞り込みます。さらに、実験室での実験と組み合わせることで、学生たちは酵素機能の解明に向けて取り組みます。このカリキュラムは basilbiochem.org で無料で公開されており、新たに導入される機関に対しては、オンライン会議によるリアルタイムのサポートや、Slack を通じた非同期のサポートを提供することが可能です。

また、当大学のオナーズ・カレッジで、タンパク質モデリングを中心とした講義を担当できることは、私にとって大変幸運なことです。この講義では、学生たちがグループに分かれ、仮想モデルや3Dプリントされた分子モデルを用いて「分子の物語」を探求することに焦点を当てています。毎年、学生たちは分子の物語をより豊かなものにするために、革新的なバイオインフォマティクスツールを発見し、活用しています。ペプチドドッキングシミュレーションからアルファフォールド構造 の予測に至るまで、私もその過程で常に新しいことを学んでいます。 私は、学生たちが自由にプロジェクトを主導できる創造的な空間へと導くための戦略を説明し、近年行われた特に独創的でインパクトのあるプロジェクトの事例をいくつか紹介しています。