生物のしくみをコンピュータに再現| 九州工業大学倉田博之教授

九州工業大学情報工学部生命化学情報工学科倉田博之教授

生物のしくみを
コンピュータに再現

九州工業大学
情報工学部生命化学情報工学科

倉田博之教授

30分のミニ講義を聴講しよう！医療革命　生命の仕組みをコンピュータで再現

ゲノムを基に複雑な生化学反応が生じ、脳や消化管などの発生、成長といった生物学的現象が起こります。コンピュータ上にヒトの生化学反応の仕組みを再現し、生物医学実験をするシミュレーション技術の開発と、医薬品開発や治療への貢献についてお話しします。

先生からのメッセージ

生物と情報（コンピュータ）を一緒に学べる大学は、実はそんなに多くはありません。生物と情報の先生が分かれていたり、どちらかに偏っていたりする場合がほとんどです。本学科がユニークなのは、1人の先生が生物と情報を一緒に教えてくれることです。生命活動を分子レベルで理解する学問はまだ始まったばかりですが、医学をはじめさまざまな分野への応用の可能性があります。コンピュータを使って生命活動を解明してみたい、新しい分野に挑戦してみたいという方に来てほしいですね。

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夢ナビ講義も読んでみようコンピュータ・シミュレーションで薬を開発する時代がすぐそこに

ヒトのゲノムはまだ9割が解読されていないヒトのゲノムが明らかになったと言うと、人間の遺伝情報がすべて解読されたかのように考えてしまいますが、本当はDNAの配列が明らかになっただけで、そのうち9割の遺伝情報はまだ解読されていません。しかも、個々の遺伝子の働きがわかっても、通常は複数の遺伝子が関連して働いているため、遺伝情報をすべて解読するには膨大な時間が必要です。
さらに、遺伝情報が明らかになったからと言って、これまで治らなかった病気が治るといったメリットはすぐにはもたらされません。薬を開発するには、生体内で起こる分子レベルでの化学反応を把握し、化学反応を起こす物質の互いの関係性を理解する必要があります。さらに、これらの情報をベースに新たな細胞を設計するコンピュータ・システムを開発します。ここまで行って、やっと創薬に結びつきます。このような、コンピュータを利用する「システム生物学」は21世紀のトレンドですが、まだ始まったばかりで、さまざまな課題があります。まだまだ発展途上のシステム生物学研究者は実験を繰り返し、生体内で起こる化学反応の情報を分子ネットワークとして蓄積していますが、調べるべき反応の数があまりに多いため、実験がすべて終わるまでに数十年かかると考えられます。その間、薬の開発を遅らせるわけにはいきません。そこで、わからない化学反応は推定することで創薬のための細胞の設計を行う技術が開発されています。また、多少精度には問題がありますが、1000個の化学反応を一挙に調べる方法もあります。
通常、工学的な設計ではコンピュータ上でほぼ完璧なシミュレーションが可能です。例えば、コンピュータ上で飛行機を設計して、実際に作れば、計算した結果と同じように飛ぶ飛行機ができます。しかし、システム生物学はその段階まで達していません。これは、細胞設計に必要な情報があまりに少ないからです。しかし、基礎的な情報が充実してくれば、画期的な新薬が数多く生み出されることになります。