GATEバイオテクノロジーシラバス

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コース構成

セクション/ユニット トピック
Section A Engineering Mathematics
Section B General Biotechnology
ユニット1 生化学
ユニット2 微生物学
ユニット3 細胞生物学
ユニット4 分子生物学と遺伝学
ユニット5 分析技術
ユニット6 免疫学
ユニット7 バイオインフォマティクス
Section C Recombinant DNA Technology
Section D Plant and Animal Biotechnology
Section E Bioprocess Engineering and Process Biotechnology

コースシラバス

Section A: Engineering Mathematics

  • 線形代数−
    • 行列式と行列式
    • 線形方程式のシステム
    • 固有値と固有ベクトル
  • 微積分-
    • 制限、継続性、差別化
    • 偏微分
    • 最大値と最小値
    • シーケンスとシリーズ
    • 収束のテスト
    • フーリエ級数
  • 微分方程式-
    • 線形および非線形の1次ODE
    • 一定の係数を持つ高階ODE
    • コーシーとオイラーの方程式
    • ラプラス変換
    • PDE-Laplace
    • 熱と波動方程式
  • 確率と統計-
    • 平均、中央値、最頻値、標準偏差
    • ランダム変数
    • Poisson
    • 法線分布と二項分布
    • 相関分析と回帰分析
  • 数値解法-
    • 線形および非線形代数方程式の解
    • 台形公式とシンプソンの法則の統合
    • 微分方程式のシングルステップ法とマルチステップ法

Section B: General Biotechnology

Unit 1: Biochemistry

  • 生体分子-構造と機能-
    • 生体膜
    • Structure
    • 活動電位
    • 輸送プロセス
  • 酵素-
    • Classification
    • 動力学と作用機序
  • 代謝の基本的な概念とデザイン-
    • Carbohydrates
    • Lipids
    • アミノ酸
    • 核酸
    • Photosynthesis
    • Respiration
    • 電子伝達系
  • Bioenergetics

Unit 2: Microbiology

  • ウイルス-構造と分類
  • 微生物の分類と多様性(細菌、藻類、真菌)
  • 微生物学の方法
  • 微生物の成長と栄養
  • 好気性および嫌気性呼吸
  • 窒素固定
  • 微生物性疾患と宿主-病原体の相互作用

Unit 3: Cell Biology

  • 原核生物と真核生物の細胞構造
  • 細胞周期と細胞増殖制御
  • セル間通信
  • 細胞シグナル伝達とシグナル伝達

Unit 4: Molecular Biology and Genetics

  • 遺伝子と染色体の分子構造

  • 突然変異と突然変異誘発

  • 原核生物と真核生物における核酸の複製、転写、翻訳およびそれらの調節機構

  • メンデルの法則

  • 遺伝子相互作用

  • Complementation

  • 連鎖、組換えおよび染色体マッピング

  • 染色体外遺伝

  • 微生物遺伝学(プラスミド、形質転換、形質導入、接合)

  • 遺伝子の水平伝播と転移因子

  • RNA干渉

  • DNAの損傷と修復

  • 染色体変異

  • 遺伝病の分子基盤

Unit 5: Analytical Techniques

  • 顕微鏡の原理-光、電子、蛍光、共焦点
  • 遠心分離-高速および超
  • 分光法の原理-
    • UV
    • Visible
    • CD
    • IR
    • FTIR
    • Raman
    • MS
    • NMR
  • クロマトグラフィーの原理-
    • イオン交換
    • ゲルろ過
    • 疎水性相互作用
    • Affinity
    • GC
    • HPLC
    • FPLC
  • Electrophoresis
  • Microarray

Unit 6: Immunology

  • 免疫学の歴史
  • 自然免疫、体液性免疫、細胞性免疫
  • Antigen
  • 抗体の構造と機能
  • 抗体多様性の分子基盤
  • 抗体の合成と分泌
  • 抗原抗体反応
  • Complement
  • 一次および二次リンパ器官
  • B細胞とT細胞およびマクロファージ
  • 主要組織適合遺伝子複合体(MHC)
  • 抗原の処理と提示
  • ポリクローナルおよびモノクローナル抗体
  • 免疫反応の調節
  • 免疫寛容
  • Hypersensitivity
  • Autoimmunity
  • 移植片対宿主反応

Unit 7: Bioinformatics

  • 主要なバイオインフォマティクスリソースと検索ツール

  • 配列および構造データベース

  • 配列分析-

    • 生体分子配列ファイル形式

    • スコアリングマトリックス

    • 配列アラインメント

    • Phylogeny

  • ゲノムおよびプロテオミクス研究のためのデータマイニングおよび分析ツール

  • 分子動力学法とシミュレーション(力場、タンパク質-タンパク質、タンパク質-核酸、タンパク質-リガンド相互作用を含む基本概念)

Section C: Recombinant DNA Technology

  • 制限および修飾酵素

  • ベクトル; プラスミド、バクテリオファージおよびその他のウイルスベクター、コスミド、Tiプラスミド、酵母人工染色体

  • 哺乳類および植物の発現ベクター

  • cDNAおよびゲノムDNAライブラリー

  • 遺伝子の単離、クローニングおよび発現

  • トランスポゾンと遺伝子ターゲティング

  • DNAラベリング

  • DNAシーケンシング

  • ポリメラーゼ連鎖反応

  • DNAフィンガープリント

  • サザンブロッティングとノーザンブロッティング

  • インサイチュハイブリダイゼーション

  • RAPD、RFLP

  • 部位特異的突然変異誘発

  • 遺伝子導入技術

  • 遺伝子治療

Section D: Plant and Animal Biotechnology

  • Totipotency
  • 植物の再生
  • 植物成長調節剤およびエリシター
  • 組織培養および細胞浮遊培養システム-
    • Methodology
    • 成長の動力学
    • 栄養素の最適化
  • 植物浮遊培養による二次代謝産物の生産
  • 毛状根培養
  • トランスジェニック植物
  • 産業的に重要な植物製品

Animal cell culture

  • メディアの構成と成長条件
  • 動物細胞および組織の保存
  • 定着および非定着依存性細胞培養
  • 細胞増殖の動力学
  • マイクロおよびマクロキャリアカルチャー
  • ハイブリドーマ技術
  • 幹細胞技術
  • 動物のクローン作成
  • トランスジェニック動物

Section E: Bioprocess Engineering and Process Biotechnology

  • 生物系に適用される化学工学の原理-
    • 原子炉設計の原理
    • 理想的および非理想的な多相バイオリアクター
    • 質量と熱伝達
  • 発酵液のレオロジー、曝気および攪拌
  • Media formulation and optimization
  • Kinetics of microbial growth, substrate utilization and product formation
  • Sterilization of air and media
  • Batch, fed-batch and continuous processes
  • Various types of microbial and enzyme reactors
  • Instrumentation control and optimization
  • Unit operations in solid-liquid separation and liquid-liquid extraction
  • Process scale-up, economics and feasibility analysis

Engineering principle of bioprocessing

  • Upstream production and downstream

  • Bioprocess design and development from lab to industrial scale

  • Microbial, animal and plant cell culture platforms

  • Production of biomass and primary/secondary metabolites

  • Biofuels, Bioplastics, industrial enzymes, antibiotics

  • Large scale production and purification of recombinant proteins

  • Industrial application of chromatographic and membrane based bio-separation methods

  • Immobilization of biocatalysts (enzymes and cells) for bioconversion processes

  • Bioremediation-Aerobic and anaerobic processes for stabilization of solid/liquid wastes

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