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Coursework

2019 미생물생리학_강의 목표 및 계획
작성자 운영자 작성일 19-02-14 12:03 조회 141

* 교과목표
- 본 강의에서는 미생물이 무생물적 요인 (예, 환경인자)과 생물적 인자 (예, 숙주, 공생체, 경쟁생물)에 적응하는 방식의 다양성에 대한 내용들을 유전학적, 분자생물학적인 관점에서 소개.
- 미생물의 다양한 생리적 특성을 부여하는 생화학적, 유전학적, 생리학적 반응에 대한 기초적인 지식을 개관한 후, 각각을 조합한 시스템 수준에서 각 내용을 이해함으로써 '미생물 생리체'라는 개념을 획득.
- 또한 미생물의 생리적 특성을 생태학 및 진화학적 관점에서 계통유전체학적인 미생물의 다양성과도 연결할 수 있는 지적 능력을 함양.


* 수업운영방식
- 미생물/생물학 분야의 단편적인 지식의 암기 습득보다는, 중요 개념에 대한 전반적인 흐름 및 논리/체계적인 이해를 바탕으로, 타 학문 분야와의 융합적 연결이 가능하도록 큰 그림을 지향하는 수업 운영.
- 교수 질의에 대한 학생들의 활발한 토의가 유도되도록 강의 진행.
- 학생 답변의 옳고 그름을 떠나, 논리적으로 자신의 의견을 정확히 표현할 수 있는 능력을 습득할 수 있는 훈련 포함.


* 강의계획
1. Introduction to Microorganisms and Microbiology 1
1-1 Why Basic Microbiology Still Matters?
- Microorganisms: excellent models and the foundation of all biological sciences
- Impact of microorganisms on humans
- History of microbiology
- Modern era of microbiology
1-2 Overview of Microbial Life
- Prokaryotic vs. Eukaryotic cells
- 4 Major macromolecules in living (micro)organisms
- Composition of prokaryotic cells (ex. Escherichia coli)


2. Introduction to Microorganisms and Microbiology 2
- Structure of bacterial cells
- Function of bacterial cells
- Organization of bacterial cells 


3. Systematics and Evolution
- Phylogeny; Systematics; Taxonomy
- 5 Kingdoms vs. 3 Domains [Carl Woese]
- Endosymbiosis [Lynn Margulis 및 그 이후 최신 해석]
- The tree of life
- Microbial evolution
- Classical taxonomy vs. chemotaxonomy
- Small subunit rRNA (16S rRNA)


4. Microbial Ecology
4-1. Ecological Consideration
- Ecosystem concept, ecosystem structure, energy flow [Eugene Odum]
- Emergent property
- Producer; Consumer; Detritus-feeders & Decomposer
- Biogeochemical cycling
- Microbes in ecosystems (overview)
- Roles of microbes in diverse ecosystems
4-2. Methods in Microbial Ecology
- Culture-dependent
- Non-culturable state: VBNC
- Culture-independent, molecular techniques


5. Microbial Taxonomic Diversity
5-1. Bacteria
5-2. Archaea
  * Euryarchaeota
  * Crenarchaeota
5-3. Eukaryotic Microorganisms
  * Opisthokonts; Fungi [Yeasts, Chytrids, Zygomycetes, Glomeromycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes]
  * Viridiplantae; Algae [Chlorophyta, Rhodophyta]
  * Heterokonts; Diatoms, Brown algae
  * Amoebozoa; Amoeba, Slime molds
  * Cercozoa ; shelled amoeba [Radiolarians (방산충류), Foraminiferans (유공충류)]
  * Alveolates; Ciliates, Dinoflagellates, Apicomplexans
  * Euglneozoa; Trypanosome
  * Excavates; Giardia


6. Microbial Metabolic Diversity
- Activities of photosynthetic organisms in nature
- Universal pathway for fixation of CO2, Calvin Cycle
- Chemolithotrophic metabolism for generation of energy from oxidation of inorganic electron donors
- Metabolic fundamentals of respiration and fermentation & Anaerobic way of life via fermentations and syntrophy
- Degradation of hydrocarbons
- Biological significance of nitrogen fixation
- 학생구두발표 주제 선정 : 위 6가지 '대주제' 중에서 '중/소주제'를 선택함. (발표팀 규모 및 수업 사정에 따라, '13주차' 또는 '보강시간'에 발표)


7. Microbial Physiology
7-1. Glucose Utilization
- Glycolysis
- TCA cycle
- ETS
- Fermentation
- Growth

7-2. 'Bacterial Response to Glucose'
- Sensing
- Signal transduction
- Regulation
- Response (예, Chemotaxis)
- A case study: 포도당 인식에 의한 세균의 다양한 조절 기작 연구하기 'Bacterial response to glucose'


8. 중간고사


9. Microbial Interactions among Microbial Populations
- Intra-specific interactions

- Inter-specific interactions
- Neutralism, Commensalism, Synergism, Mutualism, Competition, Amensalism, Parasitism, Predation


10. Microbial Interaction - 'Quorum-Sensing (QS)' and 'Biofilm'
- Quorum sensing 정족수인식: 'Universal' regulatory mechanism in Bacteria
   Signal molecules
   A case study: 정족수인식체계 구성 조절인자 탐색 및 기능 규명하기 'QS-regulatory cascade'

- Biofilm 생물막:
   Physiological vs. environmental vs. medical views
   Developmental stage for biofilm formation
   Regulatory mechanisms
   Strategies for controlling bacterial biofilm (생물막 제어 기반 기술)
   A case study: 생물막형성 인자의 탐색 및 기능 규명하기 'Regulation of bacterial biofilm formation'


11. Microbial Interactions with Plants
- Endophyte
- Root: rhizosphere 根圈
- Mycorrhizae
- Nodule: Rhizobium-legume mutualism
- Leaf: phyllosphere 葉圏
- Aquatic fern (Azolla)-Anabaena mutualism
- Pathogenic Agrobacterium tumefaciens
- Fungal infections


12. Microbial Interactions with Animals
- Contribution to 'animal nutrition': predation vs. cultivation
- Rumen microbiology
- Symbiosis with photosynthetic microorganisms
- Chemolithotrophic bacteria and hydrothermal vent (열수구) worms
- Protection via microbial interaction
- Pathogenic interactions: Bacillus thuringiensis (Bt)
- A case study: 발광세균의 공생 'Bacterial symbiosis: A bioluminescent bacterium with marine animals'


13. Student Oral Presentation and Discussion


14. Microbial Interactions with Human (1)
- Commensal, pathogenic, and parasitic interactions
- Normal flora in human: skin; oral cavity; gastrointestinal tract; respiratory tract; urogenital tract


15. Microbial Interactions with Human (2)
- Infection
- Control of pathogens (최근 연구 동향을 중심으로)


16. 학기말고사

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