8月24日・25日の2日間、理数キャリア1年生19名の生徒が、科学知講座「遺伝子解析実験講座＋遺伝医学と生命倫理講座」に参加しました。

1日目は、東邦大学理学部教授の佐藤浩之先生に「遺伝子でわかる、あなたの得意な陸上種目」というテーマで、遺伝子多型分析の基礎の実験講座をしていただきました。

最初に、佐藤先生から遺伝子DNAについての講義を受けました。遺伝子DNAは生物の設計図です。ヒトゲノムのDNA配列の99.9%は共通で、残り0.1%の違いが個人差となります。顔や体型、運動能力、知的能力、感性の鋭さ、病気のなりやすさなど、生まれつきの「素質」や「才能」は、理論的にはすべてDNAを分析すれば分かります。もちろん、これらの形質の中には環境要因の影響が大きいものも多く、直ちに遺伝子型が表現型と一致しないことも多くあります。
今日の実験では、速筋(早くて強い動きをする筋肉)にあるαアクチニン３というタンパク質の遺伝子を調べて、自分の筋肉が遺伝的に陸上競技のパワースプリント系種目に適しているのか、持久系種目に適しているのかを調べます。遺伝子情報は究極の個人情報なので、実験の前に実験の趣旨を十分説明して、本人・保護者の承諾を取ったうえで実施しました

自分のほほの内側から採取した上皮細胞から遺伝子を抽出し、PCR法で遺伝子を複製します。実験にはマイクロピペットという微量の溶液を量る道具を使います。時間や温度管理にも注意を配りながら遺伝子増幅実験を進めます。制限酵素の試薬を加えることでDNAを配列特異的に切断して、電気泳動によりDNAの分子サイズを確認することで遺伝子型を調べることができました。テレビでもみたことがある科捜研などで行われていた実験を、実際に自分たちでも行うことができて、遺伝子分析を身近に感じることができました。

2日目のテーマは、『究極の個人情報；遺伝子診断の手法！遺伝カウンセリング・ロールプレイ』です。

最先端の遺伝子科学、DNAを解析すれば何でもわかるのか？ネット上には「遺伝子診断」や「遺伝子検査」のサイトがけっこうあります。 でも、実際にはどうなのでしょうか？講座の前に、まずは自分たちでネット検索して、遺伝子診断に係わるキーワードや現状、その問題点について調べました。

いよいよ講座が始まります。今日の講義は、認定遺伝カウンセラーとして活躍をされている田村智英子先生が担当してくれました。 まずは検査や診断が可能な「単一遺伝子病」のお話しです。遺伝性の疾患がどのような仕組みで遺伝するのか。遺伝子変異と病気発症のメカニズム、予防手術、多因子疾患の遺伝子検査・・と、遺伝子診断と治療の現状や倫理面の課題について、先端医学の現場の話を聞きました。
次に「発症前の遺伝子診断を受ける？受けない？」をめぐる話です。「出生前診断」妊娠、出産の裏に潜む、染色体異常や子供の障害に対する不安。「遺伝性アルツハイマー病」結婚前の配偶者となる相手が将来アルツハイマー病を発症するのかという不安。検査によって事前にいろいろな病気がわかるのだったら、あなたはどうしますか？複数の遺伝的要因や環境要因が複雑に絡み合って発症する「多因子疾患」の遺伝子検査についてはどうですか？こうした難しい選択や正解のない問いについて、それぞれの立場になりきってやりとりする「ロールプレイ」という手法で考えてみました。
結婚目前に父の遺伝病に悩む姉妹、恋人の2人とそれぞれの母親の間で遺伝子検査の受診の是非を問いあう、などのシチュエーションをもとに、それぞれの役になって演じます。自分自身の考えとは違う立場で話す難しさ、思わず相手に説得されて反論できなくなったり・・人のやりとりを見ながら、あらためて考え込んでしまいます。

最初に調べたこと、感じたこととはずいぶん印象が違ったことが多かったと思います。現在の先端科学でも曖昧だったり、信頼できないものも多くあります。なかには、ある程度はっきり結論が出る場合もあります。その結果をどう捉えるのか、利用するのかしないのか、簡単に答えは出ないのだと感じました。それでも考えることはとても大切です。

8月20日・21日の2日間、理数キャリアコース1年生に対して、夏期勉強会の午後の特別授業として、文京学院大学人間学部准教授の長野祐一郎先生がArduinoというマイコンを使った授業をしてくださいました。長野先生は生理心理学などを専門にされている先生で、ご自身の研究の実験においても、マイコンにセンサーなどを繋げて自作された計測機器を活用されているそうです。

1日目のテーマは「生体計測を体験しよう！」ということで、Arduinoに温度センサーと液晶モニターをつけた簡単な機器で、皮膚温の測定を行いました。

人間の手には放熱することで体温調節するという大切な役割があり、緊張やストレスなどにより微妙に体温が変化します。こうした数値を正確に計測することで、自律神経の働きなどを数値的に把握することができます。今回は罰ゲームつき(?!)のすごろくを行うことで、緊張とリラックスの変化を体温から計測しよう、という実験を行いました。
すごろくの進捗に盛り上がりながらも、記録係の生徒は冷静に細かくデータを記録していきます。収集したデータをグラフ化しながら、その結果について意見交換をしました。心理学の実験の一端を体験できた授業でした。

2日目のテーマは「Arduinoによるフィジカル・コンピューティング入門」、実際にプログラミングのしくみを学びました。

フィジカル・コンピューティングとは、既存の入出力装置(マウスやキーボード、ディスプレイ等)にとらわれず、コンピュータを使って物理社会に影響を与えていこうという考え方で、今回使うArduinoというマイコンも、工学の知識をほとんど持たない人にも容易に扱えるように設計されています。実験のコストを大幅に下げながら、自分がやりたい実験のための計測機器をコンパクトに作成できます。

読み込ませたArduinoのプログラムを少しずつ変えながら、LEDの点滅をコントロールする実習を行いました。また、ボリュームを接続して、LEDの明るさを調節するプログラムも体験しました。

さらに、Arduinoに光センサーや気温・湿度センサー、加速度センサーなどをつなげば、さらにいろいろなデータを収集することができます。こうしたセンサーも、秋葉原に行けば（またはwebサイトで）数百円で手に入るそうで、活用の可能性はどんどん広がっていきます。

海外の学生や研究者の間では、DIYの感覚で計測機器を開発・活用していくメーカームーブメントが一般的だそうです。こうした分野にも注目していくことが大切なのだと感じた特別授業でした。

8月6日・7日で、高校1年生理数キャリアの生徒11名が、科学知の講座の一つ「問いを立てる」講座に参加し、身近なテーマから社会問題に至る3つのテーマについて、問いを立て、仮説を論理的に検証し、論理的にまとめる技法を学びました。
指導講師は、本校の国語科の塩野入先生と、社会科の加藤先生、そして文京学院大学保健医療技術学部の樋口桂教授です。 この講座は、理数の研究を進める上でも、論理的な国語力、そして社会に関する知識と自分の意見が必要であるという視点から開設しました。

1日目は「身近な"あれ"から考える」と題して、プリキュアシリーズをテーマに、魔法少女アニメについて考察しました。 最初は硬かった生徒たちも、自分たちの見てきたアニメがテーマであることでリラックスし、どんどん問いを立て、積極的に活動に参加できるようになりました。 午後には過去の魔法少女アニメから、売れるアニメの法則性を導き出し、「20年後のプリキュア」の企画書を立てました。ただ想像するのではなく、20年後の社会の在り方や様々なデータを踏まえ、論理的に企画するというのがコンセプトです。非常に盛り上がり、「プリキュアがAIと人間」、「おばあちゃんプリキュアがAIと戦う」、「男子高校生のプリキュア」など、とてもユニークな３つの作品が提案されました。

2日目は、午前中は少子化について、午後はLGBTについて考察しました。特に午後は、「同性婚を認めること」についてディベートを行い、時間を延長するほど白熱した議論を展開しました。

最後に、「女子高校がトランスジェンダーの生徒の入学を認めること」という難しいけれども現実に即したテーマについて小論文を作成しました。 段階を踏んで考察してきたので、スムーズに意見をまとめることができました。 生徒たちの満足度は高く、今後に活かしたいという感想が多く見られました。論理的に問いを立てることについて深く学べた2日間でした。

8月4日・5日の両日、高校1年生理数キャリアの生徒11名が、「比較解剖で理解する脊椎動物のからだ講座」に参加して、解剖実験用の子豚標本を用いて脊椎動物に共通するからだのつくりについて学びを深めました。指導講師は、文京学院大学保健医療技術学部の樋口桂教授です。

講座の始めで解剖を行う意義や生命倫理について学び、命を頂いての学習という事はどのようなことか、という事をそれぞれが胸に刻み、黙祷を行ってから実際の学習に入りました。
テキスト代わりとなるパワーポイントの試料を見ながら解剖を進めます。子豚の標本は、それぞれに雌雄差や個体差があるため、何もかも始めて尽くしの生徒にとっては戸惑うことも多かったようですが、樋口先生の補助を受けながら着実に解剖を進めました。解説を聞きながら脊椎動物全般に共通する体のつくりについて知識をまとめ、その理解度合いを日々の最後に小テストを行って確かめるなど、密度の濃い2日間でした。

最初はおっかなびっくりの手つきで解剖を行っていた生徒も、だんだん慣れてきて最後にはしっかりとした手つきで作業を行い、からだののつくりの巧妙さや精巧さ、不思議さにすっかり引き込まれていました。命の尊さや大切さを実感しつつ、生物学・解剖学の理解を深めることのできた2日間でした。

本校の中学理科室にて、公益財団法人文京アカデミー主催の子どもアカデミア理科実験教室を実施しました。

子どもアカデミアは、文京区内在住・在学の小中学生を対象とした、子供の感性・知識を成長させることを目的とした講座です。 本校では、「人工イクラを作ろう（アルギン酸ボールの作成）」という、昆布のネバネバの成分であるアルギン酸ナトリウムと吸湿剤の主成分である塩化カルシウムを用いて、いくらのようなものを化学的に合成する実験を行いました。 参加者は、多数の応募の中から抽選で選ばれた小学校低学年の親子30組でした。

本講座の指導には、本校の教員2名、過去に同様の実験の経験のある理数キャリアコースの卒業生(現大学1年生)2名、理数キャリアコースの高校1年生3名の7人があたりました。指導の高校1年生は、実験のTA活動を自身の課題研究のテーマに設定しており、初のTAながらも実験を通じて多くの事を学ぼうとしていました。 小さな子ども達に実験を教えることの難しさや、実験を通じて人と触れ合う楽しさなど、様々なことを感じたようです。

この人工イクラの実験は大変楽しいものになり、講座を受けた子ども達は自分達が作ったカラフルなイクラや紫外線で光るイクラを、嬉しそうに瓶に詰めて持って帰りました。今日の講座に参加したことで、実験の楽しさを感じてくれて、不思議に思ったことを考えたり、自分で調べたりすることに興味を持ってもらえたら嬉しいと思います。

※「人工イクラを作ろう（アルギン酸ボールの作成）」という実験は、9月29日(土)・30日(日)の学園祭(文女祭)でも行います。よろしかったら、ぜひご来校ください。