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世界の化学・生物実験 - Bioluminescence: 生物発光 -

2013年度 第10回 公開講座応援団

和歌山工業高等専門学校 物質工学科
公開講座レポート「世界の化学・生物実験-Bioluminescence: 生物発光」

平成25年8月7日(水) 和歌山工業高等専門学校にて公開講座「世界の化学・生物実験 -Bioluminescence: 生物発光-」 が開催され、17名の中学生が、ホタルの体内で起こる発光現象のメカニズムについて学びました。受講生はバイオテクノロジーの世界を少しでも身近に感じることができたのでしょうか?その様子をレポートにまとめました。

講座内容

LUMINESCENT PHENOMENON : 発光現象

皆さんはホタルのことをどれだけ知っていますか?まず、ホタルは何のために光るのでしょう??オスがメスを探すために強い光を出してアピールしているという説や、光ることで敵を驚かしたり、また、刺激されたときにも光るともいわれています。では、ホタルの発光のしくみは・・・??ホタルの腹部には“ルシフェリン”といわれる発光する物質と“ルシフェラーゼ”といわれる発光を助けるタンパク質が含まれています。これら2つの他に、ATPといわれるエネルギー源が必要です。ホタルの体内では、ルシフェラーゼがルシフェリンとATPを結びつけ、発光するのです。これを「酵素反応」といいます。また、この反応は熱を出さずに発光するため冷光とも呼ばれています。

説明を聞く受講生の様子

今回の講座では、この“熱を持たない” “電気も使わない”「生物発光」の神秘を体験します。
一通りの説明を受け、さぁ、実験の始まりです!!

実験では、コスモバイオ(株)で取り扱っているリバネス(株)の「生物発光キット」(生物発光キット 取扱説明書 PDF)を使用しました。
ホタルの発光現象を試験管内で再現できる実験キットです。

実験風景

キット内のA粉末(酵素ルシフェラーゼを含む)とB粉末(発光物質ルシフェリンとATPを含む)をそれぞれ水に溶かし、これをA液とB液とします。

実験風景

みんな真剣な表情で作業に取り組んでいます。

B液にA液を少しずつ加え、酵素反応をさせます。
ホタルの発光が再現できるかな??

酵素反応

「おおー」と一同に歓声が上がりました。
思っていたよりも強い光で、皆「ビックリ!!」です。

さらにこのような発光現象を利用した技術“ATP検査”も体験しました。
手のひらの菌が手洗いをすることでどれくらい減少するのか、分光計を用いて、手洗いの前後で菌数をチェックしました。実際に自分の手を使った検査のためか、みんな目をキラキラとさせ、実験に望んでいました。

発光現象を利用した技術“ATP検査”

さて、注目の結果は、どうなっているでしょう??
細菌数は劇的に減少していました。何より、実際に数値として現れたことにみんな驚いた様子でした。

主催者報告

参加者の皆さんが積極的で進行もスムーズで会場も明るく楽しい雰囲気で実施することができました。また、TA(ティーチングアシスタント)の適切な指導により、待ち時間の多い実験でしたが、皆さん手を休めることなく実験を楽しんでいました。今回、生物発光キットを用いて基本的な原理の説明を行い、目で見ることでそれを子供達が理解していたこと、さらにそれを利用した技術を紹介するだけでなく、実際に実践してみることで、さらなる科学への興味が引き出せたと思います。

(ご指導頂いた先生方)
和歌山工業高等専門学校物質工学科
土井 正光 先生 教授
野村 英作 先生 教授
河路 貴利 先生 准教授
森田 誠一 先生 准教授
西本 真琴 先生 助教授


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