生命活動は、化学反応で説明できる

生命活動は、ヒトも微生物も同じ

生物にとって「生きている」とはどういうことなのでしょう。ヒトならば、頭脳活動こそが生きている証拠だという意見もあるでしょう。しかし、もっと根源的に物質を構成する分子レベルで考えれば、化学反応で生命活動を説明できてしまいます。そこで対象となるのは、細胞が増え、物質を合成し、エネルギーを得るという生命の基本的な活動です。この活動は、実はヒトのような高等な生物も大腸菌のような微生物も同じです。
生物の中では数万、数十万、数百万の化学反応が常に起こっていますが、その多くは解明されていません。そこで、化学者は生物の化学反応の解明に日々努力しています。その成果は、電子回路のような「配線図」で表現されます。これは生命体内の化学反応から、物質と物質の関係を明らかにしたものです。その集合体は、細胞の分子ネットワークと呼ばれていて、生命活動を理解する基礎的な情報となります。

コンピュータで細胞を設計する

ところで、生命活動解明の先には何があるのでしょう。一つの目標は、細胞の設計です。新たな細胞を作り出すことで、医薬品を作ることができます。すでに、マラリアの薬が大腸菌で作れることがわかっています。また、環境やエネルギー問題への対策として、微生物からエタノールやブタノールを作り出す技術が開発されています。
細胞を設計するときには、細胞の分子ネットワークを活用します。このとき、化学反応は数式で表現できるためコンピュータの利用が可能になります。分子ネットワークがどういう振る舞いをするかをコンピュータで計算します。物質と物質の関係が複雑なために、細胞の設計にはコンピュータは不可欠です。もちろん、コンピュータでシミュレーションできるため、実験を最小限に抑えることができ、効率的に開発を進めることができます。
細胞をコンピュータで設計すると言うと驚く人もいるかもしれません。しかし、そういう時代がすでにやって来ています。

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先生情報 / 大学情報

九州工業大学情報工学部生命化学情報工学科教授倉田博之先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

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。

先生への質問

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「情報工学」は、高度情報化社会の進展の中で、ますます必須知識・技術となっています。九州工業大学情報工学部は1986年に創設された日本初、現在も国立大学法人で唯一の情報工学部で、2016年に創設30周年を迎えました。知能情報工学科、電子情報工学科、システム創成情報工学科、機械情報工学科、生命情報工学科の5学科があり、情報工学の学びを軸としつつ、各学科の応用分野に対する教育研究を進めています。特に、教育システムは、全学科がJABEEに認定され、世界的に通用するものであることが保証されています。