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Life + Chemistry

化学の講義録+大学を楽しく面白い学びの場に変える試みの記録 (北里大学・野島 高彦)

医療工学科の化学講義(26)2020年の化学(医療関連分野)

医療工2010

前回は「いま」に化学で何ができて,それがどのように生命科学と医療技術を進歩させてきたのかを講義しました.今回は「いま」ではなく「これから」の化学がどのように医療技術を発展させ,その結果,どのような世の中になっているのかを考えました.最終回.後期履修者83名中,75名出席.出席率90 %.

前回の講義に関する感想コメント質問その他なんでも

詳細は前回の講義録参照↓

続報・NASAが発表した「ヒ素バクテリア」

今月初めにNASAが「ヒ素を利用して生きているバクテリアを発見した」と発表しました.このことを前回の講義で解説しました.しかし,この発表に対しては,発表直後から疑問が浮かび上がっています.実験条件が不適切だった可能性や,バクテリアがヒ素を「食べて」いるのではなくて,単に体内に「ためこんで」いるだけではないか,など.まだまだ検証の余地が残されています.どうなって行くのか楽しみなトピックです.

2020年の化学(医療関係)を予測する

2020年,いま化学を履修しているこのコースの1年生は,医療現場で活躍していることでしょう.化学は医療の仕事をどのように支援し,発展させて行くのでしょうか.これまでの進歩から実現が期待されるものをいくつか紹介しました.

(1)DNAの個人差に基づく医療

30億文字から成るゲノム情報には,約1,000文字に1文字の割合で個人によって異なる箇所が存在します.これを一塩基多型(SNP)と呼びます.SNPは,生活習慣病,薬効,副作用,といったものと深く結びついています.例を挙げてこれを説明しました.

●副作用は思ったよりも大変な問題だと思いました.

●4位に薬の副作用がきているという現実はとても問題があると思った.薬というのは人を助けるためにあるのに,それによる死因が4位にまで上がってきているということは薬のあり方について考える必要があると思う.

●手術中に副作用のリスクが分かるようになれば患者さんの負担が減るので早く普及してほしいです!

●個人のDNA分析は個人情報の扱いという問題があるが,医療分野で使うメリットの方が大きいと思う.

SNPをみつける方法として最初に思いつくのは,個人のゲノムを丸ごと読み取ってしまう作業です.

30億文字を読み取る作業は非現実的に思われますが,技術革新が続いた結果,現実味を帯びてきました.

昨年は,アメリカのバイオベンチャーが,40万円のコストで個人の全ゲノムを読み取れると発表しました.

その後も技術革新が続いており,2014年には1万円の価格で個人の全ゲノムを読み取れるとの予測も出てきました.

個人のゲノムが読み取れるようになれば,遺伝子に基づく診断が広がることでしょう.

これと並行して,ピンポイントでSNPを検出する技術開発も進められています.たとえば国産技術のSmartAmp法を用いれば,30分間でSNPの判定を下すことができます.

このシステムを用いて,外科手術を進めながら患部のSNP分析を進め,抗がん剤の投与を判断するという,スピード勝負の検査が実現しています.

投薬量を決める際にも遺伝情報を参考にする方法が採用されはじめています.

たとえば薬効に個人差の大きい経口抗凝固薬ワルファリンの投与量を,遺伝情報も含めて条件で算出するオンラインサイトが開設されています.

2020年には個人の遺伝情報に基づいた医療が一般的になっているかもしれません.

(2)生体を模倣した医療材料

透析フィルターや血液配管に用いられる素材は,人体から異物として認識される可能性があります.この結果,過剰な免疫反応が誘発されて身体に損傷が生じる恐れがあります.これを防ぐため,生体適合性の高いポリマー材料の開発が進められています.

なかでも,生体膜を模倣してデザインされたMPCポリマーは,ポリスルホンに重量比1 %で混合しておくだけで生体の過剰反応を抑えることのできる,優れた物質です.

卒業後,臨床工学技士になる人は,材料の変遷を見ていくことになるでしょう.

(3)プログラムできる材料

ポリ-N-イソプロピルアクリルアミドは,温度変化にともなって存在様式を変化させるポリマーです.この性質を利用して,細胞シートを調製する技術が完成しつつあります.

このポリマーを使えば,角膜や皮膚の調製が容易になることでしょう.

●温度変化でポリマーが何度でも伸びたり縮んだりできるなんてすごいですね.1年間ありがとうございました.来年はお世話にならないよう頑張ります.

●温度プログラミングおもしろいです!

さらにスケールを小さくして,分子を望みの位置に配置する技術も進んでいます.

たとえばDNA分子を用いてバイオチップをつくる試みとしては,DNA-directed immobilizationという方法が提案されています.

分子サイズのパーツを操る技術も今後10年間で大きく発達するでしょう.

●DNAが留め具として利用できるなんてすごいです!!

究極の目標は,分子集団を3次元的に自由に操る技術を開発することです.次のムービーを紹介しました.

D

ここでは自動車のモックアップが例として採りあげられていますが,細胞培養の際に足場をこのような材料で組み立てておき,立体構造をもつ人工臓器をつくった後に,足場を解体する,などということができれば,再生医療が飛躍的に発展することでしょう.

●3Dプログラムのインテルの映像にびっくりしました.あのような技術が可能になった未来を早く見たいです.

●最後の3Dハンパない.

●空間プログラミング(3D),すごいですね! 将来あんな技術が実現したら,ぜひいじってみたいです.

●3Dプログラムはすごいと思った.

●空間プログラミングで目の前で自由に物体を作り変えたりするのは楽しそうでした.

夢の技術ですが,いつかは実現するかもしれません.願い続けることが大切です.

カーゴ・カルト・サイエンス

活字になっているものでは

  • R. P. ファインマン著,大貫昌子 訳,「ご冗談でしょうファインマンさん」II,岩波書店

の最終章が有名です.この部分を引用した解説をweb上のところどころで見かけます.たとえば

……南海にはカーゴ・カルトを信仰する人々がいる。戦争の間,様々な物品を積んだ飛行機が現れるのを見た彼らは,また同じことが起きて欲しいと考えている。そこで彼らは滑走路のようなものを仕立て上げて,その脇にかがり火を焚き,木の小屋の中に人を座らせ,頭にはヘッドフォンのような木片と,アンテナのような竹の串を立て - 要するに彼は管制官なわけだ - そして飛行機が訪れるのを待ち続けた。彼らは全てを正しく行っている。形は完璧だ。以前見たものと全く同じに見える。しかしそれは上手くいかない。飛行機は降り立たなかった。そのようなわけで,私はこれらをカーゴ・カルト・サイエンスと呼ぶ。彼らは,外見上の決まり事や,科学的な研究の形式を守ってはいるが,飛行機が降り立たない理由と同じ「本質的な何か」を見失ってしまっている。

http://www.radiumsoftware.com/0604.html#060418

血液型性格判断,統計的に当たりがでやすい宝くじ売場情報,マイナスイオン効果をもつ家電,「水からの伝言」など,一見科学的に見えているものの,実は全く科学的根拠がないものが世の中にあふれています.いわゆる疑似科学です.具体的な例を挙げてみると,「カーゴカルト信仰」を笑えないかもしれませんね.

●飛行機を神様と思っているというのに笑ってしまったけど,血液型性格判断とか私も少しだけ信じちゃったりしているので,変わらないーと思いました.今度からこういうものにだまされないようにしたい.

●日本でインチキが多い.だまされないように科学的な見方ができるようになりたい.

●神様の正体を教えなかったのかカメラマンは.

●本質を見抜くために必要なことは広い視野とたくさんの人の意見を聞くことだと思う.あまり科学的なことではないけれど.

●私も本質を見抜かずに悪事に荷担していたんですね.ショックです.

誓い

●これからも向上心を持ち続け,自分を高めつづけ,立派な医療人になります!頑張ります.

●最後の化学の講義の登校アドベンチャークリアできて良かったです.1年間授業していただきありがとうございました.これからも遅刻しないように頑張ります.

1年間を通じての感想などの紹介

●科学技術は日々進歩しているので我々に休む暇がありませんね!! 透析の話を聞いて,将来自分がどんな臨床工学技士になっているのか楽しみになりました.この1年間,毎週水曜日1限の化学が楽しくて楽しくて仕方がありませんでした.有り難うございました.今後もハイテンションに勉強,部活,その他もろもろ頑張ります!

●1年間ありがとうございました.今思えば大学入学したての僕たちをすんなりと講義に臨めるように迎えてくれたのは野島先生だったと思います.一見,高校の内容と同じなのかな?とみせかけて,実は新たな発見を示してくれた先生の授業はいつも新鮮でした.授業中にスライドやビデオを使って興味深いテーマを提供してくれて,毎回水曜日の1限が楽しみでした.個人的には先生の書く「7」が好きでした.これから上級生に上がっていくにつれて,様々なケミストリーの問題に当たると思いますが,そんな時に先生を思い出しながら頑張ります.ケミストリーの旅行をしてきます!お元気で.さようなら.

●1年間ありがとうございましたー.最後に先生がスゲェ楽しく講義してくれて,他の講義じゃしてくれないような話題まで振ってくれて,化学の講義楽しかったです.これからもお世話になりますんで覚悟していてくださいね(笑)

●先生の講義で化学の視野がとても広がったように感じられました.学問っていろんなところでつながっているんですね.やっとすべてはつながっているんだ,と思えるようになってきました.とてもおもしろく,わかりやすい解説をありがとうございました.これからも頑張って生きて行きます!!そんでもって今度の試験,全力を尽くします.

●2020年に今以上にどれだけ便利な世界になっているのか今から楽しみです! 野島先生,1年間楽しい授業ありがとうございました.テストがんばります!!

●30分でDNAが分析できるようになれば手術中にも活用できるという話をきいて,医療技術の進歩のすごさに驚きました.そして,1年間ありがとうございました.進級できるようにテスト頑張ります.

●ありがとうございました.テストがんばります.

●1年間ありがとうございました.遅刻ばっかりだったけど(笑)楽しい授業でした.これからも道で会ったらあいさつしますね.てか,進級したい!

●1年間ありがとうございました.・・・そしてごめんなさい.来年も化学ありますね?

●今の先端化学はすごい!! 1年間お疲れっす.

●DNAと医療の関係やナノテクノロジーの話おもしろかったです.化学苦手で前期成績も悪かったですが,基礎から説明してもらえたので,化学に興味湧いたし,苦手意識がなくなりました! 1年間ありがとうございました.あとは2年生になれるよう頑張ります.

●1年間お疲れ様です! どうにか来年はもう化学を受けないでいたいです.

●やっと終わったー!!って感じです.化学の未来に期待して,これから取り組んでもいいのかな,と思いました.私の行きたい専攻に限り,ですが,プリントはじめました! できれば来年,先生に会いたくないのでがんばります.いや,ホント,バカなんでやばいんですが・・・

●昔の未来に対する想像はとても面白かったです.今後,科学技術の発展でどんな世界に変わっていくのか楽しみです.

●テストが心配ですがたぶん大丈夫だと思うので今までありがとうございました.

●今まで授業してくれてありがとうございます.簡単な試験問題期待してますね.

●1年間ありがとうございました.来年,また教室であうことのないようにこれから全力で頑張ります.

●最後の講義間に合いました!! 総括でとても興味をそそられる内容でとても楽しかったです.

●昨日流星群を見て,夜更かしして今日は遅刻してしまった.昔夢見た未来が今はほぼ実現している.個人的にはドラえもんのどこでもドアと翻訳こんにゃくが実現してほしい.

●1年間ありがとうございました.来年も先生は1年生を担当するのでしょうか? 化学関連に進んでみたいというのは私も思うところですが,橋渡しの仕事を少しはしてみようと思います.

●一年間ありがとうございました.化学はあまり好きではなかったのですが,ちょっと好きになったような気がします.

●自分は化学が好きなので,工学と化学が融合した分野でがんばれたらなと感じます.しかし,2分野を極めるには長い年月がかかると思います.また,化学の進歩はすごいなと感じます.それとともに,株を買うなら,化学分野の会社の株を買いたいです.楽しかった化学!!

●1年間,化学の色々なおもしろいところを聞けて楽しかったです! ありがとうございました.

●今日は1年最後の授業でした.野島先生の化学の授業はいつもわかりやすくて,いろいろな話題を提供してくれるので,おもしろかったです.テスト勉強がんばります.1年間ありがとうございました.すごく楽しかったです.

●最新の技術は内容が難しいものばかりだった.今後も発展していき,よりよいものができればいいと思った.1年間お疲れ様でした.

●テスト頑張ろうと思う.

●化学の授業が一番楽しかったです!でも苦手です↓↓テスト単位とれますように.

●科学は夢見ることが一歩踏み出すことのできるすばらしいものだと思いました.1年間ありがとうございました.

●1年間ありがとうございました.

●化学の技術がとても進歩していてすごいと思いました.自分もなにか技術で社会に貢献していきたいです.

●DNA分野の話がおもしろかった.願い続ければ願いがかなったり,実現したり,想像してたよりももっとよいものになったりすることが分かった.

●1年間の化学はとても楽しい授業でした.ありがとうございました.

●個人のDNA差に基づいて行われる医療はとても理想的ですばらしいと思った.ただ,検査ミスやDNA情報の漏洩が起これば,と考えると本当に恐ろしくなった.ケミストリー以外の様々な分野ともっとうまく連携していければと思う.野島先生の講義は一番面白い講義でした.化学をもっと知りたくなりました.1年間ありがとうございました.

●自分の技術を確かなものにして社会に役立てるようになります.大学に行って化学が好きになり,様々なことに興味をもちました.1年間ありがとうございました.

●1年間ありがとうございました.

●1年間わかりやすい授業ありがとうございました.

●1年間ありがとうございました.進級できるようがんばります.

●DNAの解読が1985年からどんどん安く速くできるようになっていって化学の進歩に驚きました.私もこの進歩に乗り遅れないよう日々努力したいなと思いました.

●1年間ありがとうございました! 毎回楽しく分かりやすい授業で出るのが楽しみでした☆

●「20年後の日本」は今の日本だと思った.電動掃除機やテレビ電話,PC,・・・.いまの日本はすごく快適だと思った.私の部屋はエントロピーが増大しているので,整理せいとんしてくれるロボットが近い将来でてくるといいなぁと思います.

●最後の最後に遅刻をせず余裕をもって来れた.

●もっともっとという気持ちも科学の進歩に大事なのだと思った.

●1年間ありがとうございました! 先生の授業が好きでした.終わってしまうのさみしいです.

●先生の最後の化学に対する熱意が伝わってきましたーっ!! 化学の奥深さに!!

●1年間ありがとうございました.1年次の講義の中で化学が好きだったことや,先生の授業前の話とかが大好きで,毎週この時間が楽しみでした.テスト頑張ります.ありがとうございました.

●1年間ありがとうございました.もう1年にならないよう頑張ります.

●何十年も昔に想像していたものよりも便利なものができていておどろいた.これから先もどんなものができていくのかたのしみです.1年間ありがとうございました.

●医療の現場でも使われている化学は大切なんだと思いました.

●化学が様々な場面で活躍していてすごいなと感じた.

●1年間楽しかったです.ありがとうございました.

●昔の人の未来予想図,タイムマシンだとか大がかりなものはないけど,パソコンだとかの細かいものは現在,予想より良いものができているんだな,と思いました.

●アイデアと運(というか縁)は大事なんだなと思いました.1年間ありがとうございました.野島先生の講義おもしろかったです.

●最高ですchemistry('・ω・)b"

●1年間先生とケミストリーの旅ができて楽しかったです.高校の頃苦手な化学が好きになりました.後期試験がんばります.大学の授業の中で一番分かりやすかったです!!

●化学の授業とても面白かったです!! 一年間本当にありがとうございました.

●日本の未来は暗そうだけれど科学の未来は明るそうだ.一年間ありがとうございました.ここでのことは一生忘れないと思います.

●医療分野のテクノロジーはすごいと思った.

●技術が進歩する速度はものすごい速さですね.これに乗り遅れないようにこれからも頑張っていきたいと思います.1年間ありがとうございました.

●様々な技術が開発されてすごいと思ったけれど結局それを生かすも殺すも人間しだいだと思った.

●1年間ありがとうございました.化学は好きだったけど,もっと好きになれました.専門科目でもここで学んだことを生かせるといいと思います.

●テスト頑張ろうと思う.

●先生も研究がんばっているんですね.

●科学技術の進歩の速さには驚いた.この速さについていくようにしたい.

明るい未来と健康で豊かな社会をつくるため,みなさんが医療専門家として活躍することに期待します.

リンク

www.tnojima.net
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