統合的アプローチで合成生物学教育を革新する新しい科学的研究発表

Tokyoノースウェスタン大学の研究者たちは、合成生物学の新しい教育方法を提案しています。この方法は、基本的な分子概念を出発点とし、そこから社会的問題へと広げていくもので、重要なアイデアを統合的に教えます。このアプローチは複数の学問分野を活用しており、様々な背景を持つ人々にとって理解しやすくなっています。

合成生物学は、生物システムの変更と制御を含む分野です。この学問には化学工学や倫理学などが含まれます。これらの異なる分野が融合することで、学生が学ぶ内容には多様性が生まれます。合成生物学の専門家であるジュリアス・ラックスによれば、初期の授業ではしっかりした基盤が欠けていることが多かったといいます。「学んだ内容は、所属する学部によって異なっていました」と彼は述べています。

ラッツはノースウェスタン大学のマコーミック工学部で化学・生物工学の教授を務め、合成生物学センターの共同ディレクターでもあります。彼はこれらの分野を一つのシステムとして統合することに取り組みました。彼の目標は、合成生物学を教えるための統一された方法を開発することでした。

カリーム・アシュティ氏は、化学および生物工学の研究助手教授であり、論文の主筆者です。彼女は、学生が特定の問題に集中していることに気づきました。たとえば、学生はCRISPRの分子レベルでの機能を研究しますが、それが医療のような大きなシステムにどのように組み込まれるかを考えることを怠ります。「これらの議論をする必要があります」と彼女は述べました。

新しいアプローチでは、合成生物学を以下の5つの要素に分けます：

1. 分子
2. 回路/ネットワーク
3. 細胞
4. 生物群集
5. 社会的要因

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提案されたフレームワークは、あらゆるレベルでの強い倫理に基づいています。また、組織のさまざまなレベルにおける行動の変化にも注目しています。例えば、個人とは異なり、社会は異なる行動を取ります。

このカリキュラムはノースウェスタン大学で学部生や大学院生を対象に試験が行われ、熱力学や反応速度論といった重要な概念が、様々な学習レベルに容易に取り入れられることが確認されました。このカリキュラムにはケーススタディを組み込むべきで、これにより学生が工学的な判断が生物学的な機能にどのように影響を与えるかを理解する助けとなります。これらのケーススタディは、特定の学校や教師に合わせて調整することができます。

ラックスとカリムは、そのアイデアがうまく機能し、学生たちがすぐに理解したと述べた。現在、「スケールのコンセプト」は、ノースウェスタン大学の合成生物学センターでの研究を整理するのに役立っている。

研究者たちはこのカリキュラムの活用を広げ、それを使用するためのツールを他の人にも提供する予定です。この枠組みの開発は、国立科学財団のSynBAS NRTプログラムとバチャラックファミリー財団によって資金提供されました。

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