新研究: 分子科学から社会問題まで包括的に学ぶ合成生物学の教育法

Tokyoノースウェスタン大学の科学者たちは、合成生物学を教育する新しい方法を発見しました。この方法は、分子から社会までの異なるレベルを含み、重要な概念を説明するものです。持続可能な合成生物学技術を創り出すための包括的な視点を提供することを目的としています。彼らはこのフレームワークを「Nature Communications」誌に発表しました。

合成生物学は化学工学や倫理学など様々な分野を含んでいます。それぞれの分野には独自の教育方法や教科書があり、そのため学生が学ぶ内容に違いが生じます。合成生物学の専門家であるジュリアス・ラックス氏は、この状況に対し「共有された枠組み」の必要性を強調しました。ラックス氏は、ノースウェスタン大学のマコーミック工学部の教授であり、合成生物学センターの共同ディレクターを務めています。

ラックスによれば、初期の合成生物学のコースは明確な定義がなかった。1970年代に遺伝子工学が始まったとき、新たな可能性をもたらした。1990年代にCRISPRが登場すると、合成生物学はより注目を集めたが、それでもこの分野は自らのアイデンティティに苦しんでいた。標準的なカリキュラムが存在しなかったからだ。

カリム・アシュティ氏は、論文の主たる執筆者として、学生が特定の問題に集中しすぎていることを指摘しました。例えば、CRISPRの研究は、通常そのDNA編集作用に着目されがちです。しかし、カリム氏は、CRISPRを利用した技術を作り出すためには、より広範な理解が必要であると述べました。CRISPRが細胞内や人体、そして医療システム内でどのように機能するかを考慮する必要があります。カリム氏は研究助手教授であり、CSBの研究所の所長を務めています。

合成生物学の教育は5つの部分に分けられています。

• 分子レベル
• 回路やネットワーク
• 細胞レベル
• 生物群集
• 社会

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このアプローチは、あらゆるレベルで倫理の重要性を強調しています。ノースウェスタン大学の学生を対象にテストされた際、そのカリキュラムは良好な結果を示しました。熱力学や動力学の基本概念は、異なるスケールとうまく合致していました。常に理解しておくべきアイデアもあれば、ある段階まで待ってから学ぶことができるものもあります。

このカリキュラムでは、ケーススタディが重要です。これらは、学生があるレベルでの工学的決定が別のレベルでの生物学的機能にどのように影響するかを理解するのに役立ちます。また、学生が異なるレベルで存在する地球規模の問題に対する解決策を考案することを可能にします。さらに、合成生物学が社会や倫理にどのような影響を与えるかを把握する助けにもなります。ケーススタディは、教育機関や指導者によってカスタマイズ可能です。

ラックスとカリムは、生徒たちが初めての授業からスケールの概念をすぐに理解したと述べています。そのため、ノースウェスタン合成生物学センターでは、このアイデアを研究プロジェクトに取り入れています。研究者たちは、この指導方法が広く活用されることを望んでおり、他の人々が利用できるリソースや提案を共有しています。

この新しいアプローチは、国立科学財団のSynBAS NRTプログラム（助成金番号2021900）およびバクラッハファミリー財団によって資金提供を受けています。