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生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく (せいぶつぶつりがく、英 えい : biophysics )は、生命 せいめい システム を物理 ぶつり 学 がく と物理 ぶつり 化学 かがく を用 もち いて理解 りかい しようと試 こころ みる学際 がくさい 科学 かがく である[1] 。生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく は、分子 ぶんし スケールから一 いち 個体 こたい 、果 は ては生態 せいたい 系 けい まで、全 ぜん 階層 かいそう の生物 せいぶつ 学 がく 的 てき 組織 そしき を研究 けんきゅう 対象 たいしょう とする。生化学 せいかがく 、ナノテクノロジー 、生物 せいぶつ 工学 こうがく 、農学 のうがく 物理 ぶつり 学 がく 、システム生物 せいぶつ 学 がく と密接 みっせつ に関係 かんけい し、研究 けんきゅう 領域 りょういき を共有 きょうゆう することが多 おお い。
分子 ぶんし 生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく は、生化学 せいかがく や生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく が扱 あつか う生物 せいぶつ 学 がく の問題 もんだい に取 と り組 く むが、問題 もんだい 解決 かいけつ に対 たい して定量 ていりょう 的 てき なアプローチを取 と ることが常 つね である。一 いち 細胞 さいぼう 内 ない におけるさまざまなシステム(RNA 生 なま 合成 ごうせい 、タンパク質 たんぱくしつ 生 なま 合成 ごうせい など)の間 あいだ に起 お こる相互 そうご 作用 さよう の理解 りかい 、およびこれら相互 そうご 作用 さよう の調節 ちょうせつ 機構 きこう の理解 りかい に挑戦 ちょうせん する。そしてこれらの問題 もんだい を解 と くために、多種 たしゅ 多様 たよう な実験 じっけん 手法 しゅほう が用 もち いられる。
蛍光 けいこう イメージング、電子 でんし 顕微鏡 けんびきょう 法 ほう 、X線 せん 結晶 けっしょう 構造 こうぞう 解析 かいせき 、核 かく 磁気 じき 共鳴 きょうめい 分光 ぶんこう 法 ほう (NMR)、原子 げんし 間 あいだ 力 りょく 顕微鏡 けんびきょう 法 ほう (AFM)を用 もち いて、生物 せいぶつ 学 がく 的 てき に重要 じゅうよう な構造 こうぞう 体 たい の可視 かし 化 か を行 おこな うことが多 おお い。構造 こうぞう 体 たい のコンフォメーション変化 へんか の計測 けいそく には、二 に 重 じゅう 偏 へん 光 こう 干渉 かんしょう 測定 そくてい 法 ほう (DPI)や円 えん 偏 へん 光 こう 二色 にしき 性 せい 分析 ぶんせき 法 ほう (CD)などの技術 ぎじゅつ を用 もち いることが多 おお い。光学 こうがく ハサミや原子 げんし 間 あいだ 力 りょく 顕微鏡 けんびきょう を用 もち いて分子 ぶんし を直接 ちょくせつ 操作 そうさ する技術 ぎじゅつ も、力 ちから や距離 きょり がナノスケールで問題 もんだい となる生命 せいめい 現象 げんしょう をモニターする時 とき に利用 りよう される。分子 ぶんし 生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学者 がくしゃ によく見 み られる特徴 とくちょう として、複雑 ふくざつ な生命 せいめい 現象 げんしょう を数々 かずかず の相互 そうご 作用 さよう 単位 たんい から成 な るシステム として捉 とら えることが多 おお く、このシステムは統計 とうけい 力学 りきがく 、熱 ねつ 力学 りきがく 、化学 かがく 反応 はんのう 速度 そくど 論 ろん の立場 たちば から理解 りかい することが可能 かのう であると考 かんが えることが多 おお い。多岐 たき にわたる諸 しょ 分野 ぶんや からの知識 ちしき や実験 じっけん 手法 しゅほう などを用 もち いることで、個々 ここ の分子 ぶんし や複 ふく 合体 がったい 間 あいだ に起 お こる相互 そうご 作用 さよう 、または構造 こうぞう 体 たい そのものを直接的 ちょくせつてき に観察 かんさつ 、モデル化 か 、操作 そうさ などを行 おこな うことが出来 でき るようになった。
生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく は、構造 こうぞう 生物 せいぶつ 学 がく や酵素 こうそ 反応 はんのう 速度 そくど 論 ろん といった分子 ぶんし 細胞 さいぼう 生物 せいぶつ 学 がく 的 てき なテーマを扱 あつか うことが伝統 でんとう 的 てき に多 おお かったが、今日 きょう では研究 けんきゅう 対象 たいしょう となる分野 ぶんや が飛躍 ひやく 的 てき に拡大 かくだい しつつある。生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく では物理 ぶつり 学 がく 、数学 すうがく 、統計 とうけい 学 がく などから派生 はせい したモデルや実験 じっけん 手法 しゅほう を、組織 そしき や臓器 ぞうき 、生物 せいぶつ 集団 しゅうだん や生態 せいたい 系 けい などさらに大 おお きなシステムに応用 おうよう することが、近年 きんねん ではますます多 おお くなっている。
近年 きんねん では、生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく という名 な を冠 かん した組織 そしき が大学 だいがく の学科 がっか として設置 せっち されているところもあるが、分子生物学 ぶんしせいぶつがく 、生化学 せいかがく 、化学 かがく 、情報 じょうほう 工学 こうがく 、数学 すうがく 、医学 いがく 、薬理 やくり 学 がく 、生理学 せいりがく 、物理 ぶつり 学 がく 、神経 しんけい 科学 かがく など多 おお くの学科 がっか で、分野 ぶんや 横断 おうだん 的 てき に扱 あつか われることもある。以下 いか に示 しめ すリストでは、各 かく 学科 がっか がどのように生物 せいぶつ 物理 ぶつり 学 がく を包含 ほうがん しているのか、その一部 いちぶ の例 れい を示 しめ している。
Perutz MF (1962). Proteins and Nucleic Acids: Structure and Function . Amsterdam: Elsevier. ASIN B000TS8P4G
Perutz MF (1969). “The haemoglobin molecule”. Proceedings of the Royal Society of London. Series B 173 (31): 113–40. PMID 4389425
Dogonadze RR, Urushadze ZD (1971). “Semi-Classical Method of Calculation of Rates of Chemical Reactions Proceeding in Polar Liquids”. J Electroanal Chem 32 : 235–245.
Volkenshtein M.V., Dogonadze R.R., Madumarov A.K., Urushadze Z.D. and Kharkats Yu.I. Theory of Enzyme Catalysis.- Molekuliarnaya Biologia (Moscow), 6, 1972, pp. 431–439 (In Russian, English summary)
Rodney M. J. Cotterill (2002). Biophysics : An Introduction . Wiley . ISBN 978-0471485384
Sneppen K, Zocchi G (2005-10-17). Physics in Molecular Biology (1 ed.). Cambridge University Press . ISBN 0-521-84419-3
Glaser, Roland (2004-11-23). Biophysics: An Introduction (Corrected ed.). Springer. ISBN 3-540-67088-2
Hobbie RK, Roth BJ (2006). Intermediate Physics for Medicine and Biology (4th ed.). Springer. ISBN 978-0387309422 . http://personalwebs.oakland.edu/~roth/hobbie.htm
古典 こてん ・量子 りょうし 研究 けんきゅう 方法 ほうほう 基礎 きそ 理論 りろん 研究 けんきゅう 対象 たいしょう 境界 きょうかい 領域 りょういき その他 た
対象 たいしょう 生物 せいぶつ 学 がく 生理 せいり ・生化学 せいかがく 細胞 さいぼう ・組織 そしき 学 がく ゲノム・遺伝 いでん 学 がく 進化 しんか 生物 せいぶつ 学 がく 生態 せいたい 学 がく 応用 おうよう ・学際 がくさい 領域 りょういき