Microsoft Word - 渋女seika_H23_jisshihoukoku[1].doc

Transcription

1 平成 23 年度サイエンス パートナーシップ プロジェクト講座型学習活動実施報告書 整理番号 AG 実施機関 実施機関名 群馬県立渋川女子高等学校 2. 連携先 ( 機関名 ) 1 群馬大学 欄が足りない場合は 行を挿入して記載してください 3. 講座名 講座名 医療と遺伝子の関わり合いを学ぶ問題解決学習 4. 受講生 下記のうち 受講生の該当する区分について をご記入ください ( 複数選択可 ) 小学校 中学校 高等学校 特別支援学校 外部発表 受賞 取材など 実施日 表彰日等平成 23 年 9 月 23 日発表会名 受賞名等群馬県 SSH SPP 合同成果発表会成果中間発表会発表者等所属 氏名唐澤未来 小林美優 丸田菜摘 合田聖 佐藤央子 上原佳奈 粕川茜 松井杏実テーマ 医療と遺伝子の関わり合いを学ぶ問題解決学習 口腔扁平上皮癌における癌遺伝子を抑制する mirna に着目し 正常細胞である自分たちの細胞と口底 原発頚部リンパ節由来の扁平上皮癌細胞 (HSC-2) の DNA を比較することにより どのような mirna の発 現がどのようなメカニズムで抑制されているか研究し始めた このことに関して 群馬県 SSH SPP 合同成 果発表会成果中間発表会で報告した 実施日 表彰日等 平成 24 年 1 月 7 日 発表会名 受賞名等 日本生物教育学会第 92 回全国大会 ( 兵庫大会 ) 発表者等所属 氏名 唐澤未来 小林美優 丸田菜摘 合田聖 佐藤央子 上原佳奈 粕川茜 松井杏実 テーマ マイクロ RNA とエピジェネティクス制御の解析 癌遺伝子抑制する mirna に着目し 正常細胞である自分たちの細胞と癌細胞の DNA を比較することによ り 発現が抑制されている mirna を COBRA 法によって検索できた その結果 論文で発表になっている 口腔扁平上皮癌の癌遺伝子抑制する mirna を検出することができた そのことを日本生物教育学会で報 告した 1/5

2 実施日 表彰日等 平成 23 年 3 月 17 日 ( 予定 ) 発表会名 受賞名等 群馬県 SSH SPP 合同成果発表会成果最終発表会 発表者等所属 氏名 唐澤未来 小林美優 丸田菜摘 合田聖 佐藤央子 上原佳奈 粕川茜 松井杏実 テーマ 医療と遺伝子の関わり合いを学ぶ問題解決学習 COBRA 法によって検索癌遺伝子抑制する mirna を検索することが出来たが 遺伝子の組換えを行わなく てする ダイレクトシーケンス法によって DNA の塩基配列を調べることが出来た このことに関して 群馬 県 SSH SPP 合同成果発表会成果最終発表会で報告する予定である 欄が足りない場合は 文字のフォントを下げる セルを広げる 表をコピーする等して記載してください その他 教員の研究会等で SPP の取組を紹介した 近隣地域で SPP 交流会を開催した等 成果公開を実施した場合は 記入してください なし 本報告書はホームページに掲載し 他機関への情報提供資料とさせていただく場合があります 個人情報等を記載する際には ご注意ください 講座の様子 事前 事後学習のも記入していただいて構いません 延べ受講人数 150 名概要 1 事前学習 (1) 講義 分子生物学基礎講座 ( 平成 23 年 4 月 26 日 ( 火 );1 時間 ) 受講人数 78 名実施主任による講義 遺伝子の定義 DNA の構造 複製 転写 翻訳等の分子生物学の基礎を学んだ (2) 調べ学習 先端医療技術の種類と原理 ( 平成 23 年 5 月 10 日 ( 火 ) と 5 月 30 日 ( 月 ) 又は 5 月 31 日 ( 火 ) と 6 月 14 日 ( 火 );2 時間 ) 受講人数 78 名講師から与えられた先端医療技術の種類と原理に関する 10 のテーマを各班 4 人で調べた (3) 調べ学習の発表 先端医療技術の種類と原理 ( 平成 23 年 5 月 31 日 ( 火 ) 又は 7 月 4 日 ( 月 );1 時間 ) 受講人数 78 名 (2) で調べたを発表した 2 講座当日 1 日目講義 医療と遺伝子 ( 平成 23 年 7 月 5 日 ( 火 );2 時間 ) 受講人数 78 名医療と遺伝子の関わり合い 今回実験で取り組むエピジェネティイクスに関して講義していただいた 2 日目講義 マイクロ RNA とエピジェネティクス研究 実習 実験の組み立て 実習 培養細胞の培養法 ( 平成 23 年 8 月 4 日 ( 火 );8 時間 ) 受講人数 8 名実験の背景 癌原遺伝子と癌抑制遺伝子の mirna による調節を学んだ その後 どのように実験を行っていくか話し合い 使用する癌細胞 (HSC-2) を培養した 3 4 日目実習 培養細胞の継代 ( 平成 23 年 8 月 8 日 ( 火 ) 8 月 11 日 ;4 時間 ) 受講人数 4 名実験で使用する培養細胞を継代した 2/5

3 5 日目講義 遺伝子の探索方法 実習 培養細胞の回収 実習 DNA の抽出と電気泳動 ( 平成 23 年 8 月 16 日 ( 火 );8 時間 ) 受講人数 8 名遺伝子の探索方法を学び 培養した HSC-2 細胞を回収した その後 HSC-2 細胞と受講者の口腔粘膜細胞の DNA を抽出した 抽出でできているかどうかを電気泳動で確認した 6 日目実習 DNA の増幅実験 講義 臨床検査技師の仕事と研究 見学 保健学科研究室見学 講義 遺伝子と臨床検査 見学 大学病院検査部見学 ( 平成 23 年 9 月 12 日 ( 月 );8 時間 ) 受講人数 12 名午前中 PCR の原理を学ぶためにアルコールを分解する酵素である ADH ALDH を PCR で増幅した 午後 遺伝子検査の実際を見るために大学病院の見学を行った そこで 臨床検査技師の仕事と研究や遺伝子と臨床検査について学んだ 7 日目実習 DNA の抽出と電気泳動 アルコールを分解する酵素 ADH ALDH を調べる ( 平成 23 年 10 月 8 日 ( 土 );8 時間 ) 受講人数 8 名 9 月 12 日に得た PCR 産物を電気泳動にかけた これによりアルコールを分解する酵素を私たちの細胞及びヒト口腔上皮癌細胞が持っているのかを調べた ADH ALDH の制限処理後のバンドがはっきり見えなかったので 再度 PCR で増幅させた 8 日目実習 アルコールを分解する酵素 ADH ALDH を調べる ( 平成 23 年 10 月 28 日 ( 日 );8 時間 ) 受講人数 8 名 10 月 8 日に増幅した DNA を用いて 制限酵素処理を overnight で行った そうすることにより はっきりとしたバンドを確認することができ アルコールに強いか弱いか潜在能力を知ることができた 9,10 日目講義 実験 COBRA 法による正常細胞と HSC-2 細胞の mirna 比較 実験 mirna(mir137 と mir193) の遺伝子の PCR による増幅 実験 バイサルファイト処理 実験 制限酵素 Taq I 処理産物のエタノール沈殿と電気泳動アガロース電気泳動 ( 平成 23 年 10 月 28 日 ( 日 );8 時間 ) 受講人数 8 名私たちの口腔上皮細胞と HSC-2 細胞から抽出した DNA をバイサルファイト処理する その後 mir-137 と mir-193 の領域を PCR で増幅させる この PCR 産物を制限酵素処理し その電気泳動パターンを比較する この比較によって癌を抑制するマイクロ RNA シトシンがメチル化しているかを調べた 11 日目講義 実験 ダイレクトシーケンシング法 受講人数 8 名 2 段階の PCR によるシーケンス用プライマー配列の付加行い 得られた産物から増幅した DNA の精製を行い 塩基配列を調べた 3 事後学習講座後 各取り組みを参加者の中でまとめる担当者を決めて レポートを課した そのレポートを日にちごとではなくごとに再編成をすることで報告書を作成した 主に放課後に行ったのであるが 取り組みに使った日程はトータルで 30 日 (60 時間 ) 以上費やした 欄が足りない場合は 文字のフォントを下げる セルを広げる等して記載してください 3/5

4 講座のねらい 企画立案 評価など プランによって記入する箇所が異なります 1 講座のねらい口腔扁平上皮癌における癌遺伝子を抑制する mirna に着目し 正常細胞である自分たちの細胞と口底原発頚部リンパ節由来の扁平上皮癌細胞 (HSC-2) の DNA を比較することにより どのような mirna の発現がどのようなメカニズムで抑制されているかを調べることを目的とする この mirna の発現抑制にはゲノムのメチル化が関与していることが最近明らかとなっている このゲノムのメチル化により同一の DNA の配列であるにもかかわらず 下流の遺伝子の発現の仕方が異なってくる これをエピジェネティクスといい 私達は mirna の発現抑制による癌化のメカニズムの解明のモデル研究としてエピジェネティック解析を行う 欄が足りない場合は 文字のフォントを下げる 未記入のセルを狭め 記入するセルを広げる等して記載してください 2 講座の企画立案 企画立案時に留意 工夫した点を記入してください A 連携先の確保 協力体制の充実のために留意した点や課題本校の理系の生徒の過半数が医療系への進学を考えている 生徒自身は理系への興味ではなく資格として医療系をとらえている そこで 最近話題になっているマイクロ RNA とエピジェネティクス解析の研究を通して 医療と遺伝子の関わり合いを学ぶ問題解決学習 を計画した 連携先の確保は 実施種担当者の大学院時代の研究室の共同研究者にお願いすることによって 連携先と学校相互の理解を深める時間を短縮することが出来た 協力体制を作るために実施種担当者と連携先の講師が十分に打ち合わせを行った その結果 今回の取り組みは 1 実施主担当者の分子生物学校基礎講座 2テーマに関わる調べ学習 3 調べ学習発表会 4 講師によるテーマの概要に関する講義 5 講師による講義に興味もった生徒による大学の施設を使った研究活動 6 大学病院見学という流れの中で行うことが出来た 課題として 1 実際研究を行うことは 今回の日程だけでは不可能であること 2 費用のかかる実験を行ったため SPPの予算内では研究が難しく 講師に負担をかけてしまったことがあげられる B 1の講座のねらいを達成するための留意点 工夫点が難しいので 事前学習として 実施主担当者の分子生物学校基礎講座 テーマに関わる調べ学習 調べ学習発表会を行ってから 講師による講義を実施した また 研究は高校で行うことが難しかったので 講師による講義に興味もった生徒を大学に連れて行き 大学の施設を使った研究活動を行った これに加え 医療と遺伝子の関わり合いの実際をみるために大学病院の見学を入れた このことがキャリア教育にもつながった C 児童生徒の自ら学ぶ意欲や思考力 表現力 判断力などを培うために企画した活動や工夫した点 ( 問題解決するための実験方法を考えさせる活動や観察 実験の結果や提示されたデータに基づいて考察させる活動など ) 生徒の自ら学ぶ意欲や思考力 表現力 判断力などを培うために企画は 講師による講義に興味もった生徒による大学の施設を使った研究活学の施設を使った研究活動である 実際の研究活動を行うことで ぶち当たる課題を生徒が講師と討論しながら解決方法を見いだしていく そのために 生徒に教えることだけでなく 調べさせたり 考えさせたりして実際の研究を進めてきた そして 生徒が受けた講義や実験を分担してレポートを作成した それを元に SSH SPP 合同成果発表会や日本生物教育学会の発表原稿をプレゼンテーションソフトを用いて完成させ 代表生徒に発表させた また 生徒が作成したレポートを報告書にまとめた 4/5

5 *2の活動や効果( 興味 関心の喚起 知的探究心の育成等 ) について JST からのアンケート調査以外 3 講座の評価方法で 実施機関が独自に評価を行った場合は どのように行ったかを具体的に記入し 評価結果や生徒の感想 意見の主なものについて記載してください 生徒に講義に関する感想を書かせた 実験を行った生徒に取り組みに関して 5 段階評価 (5; 積極的に取り組めた 4; 良く取り組めた 3; 指示があることはこなすことが出来た 2; 指示があることも良く取り組めなかった 1; 全く取り組めなかった ) で自己評価させた 結果は 5が 58.3% 4が 25% 3が 16.7% 2が 0% 1が 0% であった 7 月 5 日の講義についての 生徒の感想の抜粋を以下に示す U さん ; 遺伝子のこととか難しくてわからないだろう と思っていたけれど とてもわかりやすくて楽しく講座をきくことができました 私たちのからだの中にある遺伝子のことなんて 深く考えたことはあまり無かったけれど 今回の講座をきいて興味がわきました 妊娠中にポテトチップスを食べ過ぎると胎児に影響がでてしまうときいたので 気をつけようと思いました また 群馬県は日本全国で一番紫外線の強い県だということをきいて 焼きすぎて皮膚がんなどにならないように 今のうちから対策をしていこうと思いました たったの2 時間だったけれど いろいろなことがわかり たくさん知識がついたように思います K さん ; 大学の講義はもっと分かりにくいのかと思っていたけれど 中村先生がとても分かりやすく説明してくれたので理解できました マウスの実験で肥満のマウスで普通の食生活だと子供のマウスにも遺伝してしまうけれどビタミンを与えたマウスの子供は正常に生まれてきたので食生活はとても大切だと思いました また 人間で若いうちであれば 遺伝子を入れ替えられる可能性があると聞いて それはとても凄いことだけど それだけで人間の性格や容姿が変わってしまうのは少し怖いな と思いました 私が今回の講義で一番驚いたことは 群馬が日本で一番紫外線が多いということです 紫外線に気をつけて癌にならないようにしたいと思いました G さん ; 今回 SPP に参加して遺伝子について少し興味をもつことが出来ました 思っていたよりも話のが固くなくわかりやすかったです ラットを使った実験はとても興味深く 普段の生活習慣が遺伝子にまで影響してしまうことに驚きました 事前に班で調べた non-codingrna や mrna についての話も講義の中に出てきました 事前に調べていたため 講義のがすんなりと頭に入ってきました 大学の先生からお話が聞けると言う貴重な時間を過ごすことができてよかったです S さん ; まず真っ先に思い出すのは 抗がん剤について 正直今まで なぜ抗がん剤を受けると髪の毛が抜けたり口内が荒れたりするのか知らなかった なので この講義を聞いて知らないことを学べて 本当に良かったと思った 次に思い出すのは アシュリーちゃんのこと 彼女のことは度々テレビ等で拝見していたが 怖くてあまり真剣には見ることができなかった 今回の講義でも アシュリーちゃんの画像が出されて目を背けてしまった しかし中村さんから病名やら細胞の異変やらを詳しく聞き 大変な病気であること そして彼女は医者が推測していた寿命よりも大幅に上回る年月を生きたということを知った 今は彼女への見方が変わり 尊敬している 私は 中学の頃から将来は医療系に進みたいと思っているが アシュリーちゃんや講義で学んだ知識と向き合うことで より将来の夢への意思が強くなった気がする 中村さんという素晴らしい講師からお話を聞くことができ SPP の時間を有意義なものとして過ごせたことに 本当に感謝している 4 講座の評価結果 上記およびアンケート調査等の結果をふまえて 実施担当者と して今回の講座を評価してください 当初のねらいを達成することができたか について 該当する箇所に をご記入ください 達成できた どちらかといえば達成できた どちらかといえば達成できなか った 達成できなかった 5/5