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ヒストンタンパク質を用いた高等学校「生物」の教育プログラムの研究

Research Project

Project/Area Number 25909050
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 教科教育学Ⅱ(理科系)
Research Institution道立理科教育センター

Principal Investigator

奈良 尚久  北海道立教育研究所附属理科教育センター, 研究研修主事

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2013: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywordsヒストン / 電気泳動 / ウエスタンブロッティング
Research Abstract

真核生物の核内でDNAは、ヒストンタンパク質に巻き付いてヌクレオソームを形成し、さらに折りたたまれてクロマチン構造を形づくっており、細胞分裂の際には凝集して染色体として観察される。ヒストンタンパク質は、遺伝子の転写に関わりがあることや、動物だけでなく植物とも共通部分が多く、進化を通して極めて良く保存されていることから、本研究では、ヒストンタンパク質を教材化することにより、生物の共通性と遺伝子発現のメカニズムを実感させ、分子生物学的に探究する方法を習得させることができることを目的として研究を行った。
研究方法は、牛レバーやブロッコリー、サケの精巣である白子の3つの試料から、超遠心分離機を使用せずにヒストンタンパク質を抽出し、生徒が安全かつ安定した方法によってSDSポリアクリルアミド電気泳動法で分離できるようにゲルや染色液の選定を行うなど、実験方法の最適化を図った。電気泳動の結果から、3つの試料において、H3とH4は、ほぼ同じ位置にバンドが見られることから、真核生物におけるヒストンの共通性を確認することができた。また、白子に含まれている精子の核タンパク質には、ピストンの他にプロタミンが多く含まれていることがわかった。
さらに、電気泳動法によって分離したタンパク質がヒストンタンパク質であることを確認するため、抗原抗体反応を用いて検出するウエスタンブロッティング法を行った。
本研究の成果を学会で発表するとともに、生徒が探究的に進められる実習テキストの作成を作成し、基本的な概念をより深くかつ包括的に理解させ、科学的な思考力・判断力・表現力を育成するための教育プログラムの開発を行い、教員研修講座で紹介するなど普及を図った。

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report

Research Products

(2 results)

All 2014 2013

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] 「ヒストンを探究する」高等学校生物の教材化2014

    • Author(s)
      奈良 尚久
    • Organizer
      日本生物教育学会第96回年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2014-01-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 「ヒストンを探究する」高等学校生物の教材化2013

    • Author(s)
      奈良 尚久
    • Organizer
      日本科学教育学会第37回年会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2020-05-15  

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