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進化ハードウェアを用いた遺伝情報規則推論システム

Research Project

Project/Area Number 13208001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

安永 守利  筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (80272178)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉原 郁夫  宮崎大学, 工学部, 教授 (20322315)
Project Period (FY) 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2001: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords遺伝子 / 規則 / 推論 / 進化 / 集積回路 / ハードウェア / スプライス部位 / 粘菌
Research Abstract

本研究の目的は,ゲノム配列情報から有意な高次規則を抽出できるアルゴリズムを開発するとともに,アルゴリズムの高速実行のためのハードウェアシステムを構築することである.本研究期間に,提案しているアルゴリズムである記号カーネルベース法とその高速処理のための推論ハードウェア(進化ハードウェア)の有効性を評価した.その結果以下の成果を得た.
1)20種以上の生物に対して記号カーネルベース法によるスプライス部位予測と規則発見を行った.その結果,カーネルに生物の進化距離が自動的に抽出されていることがわかった.また,生物種によっては,カーネルに2つの異なるモードがあることがわかり,Altemative Spliceにつながる規則性を見出した.
2)記号カーネル法をDictyostelium discoideum(細胞性粘菌)の発現規則発見に適用すべくその4つの発現期ごとの非転写領域ライブラリを作成した.今後,このライブラリに記号カーネルベース法を適用し発現規則の発見を行う.その基礎データ取得のために,得られた配列データベースの基本統計量(各塩基の含有率の移動平均値)を算出した.その結果,発現期Vにその他の発現期とは異なる移動平均値プロファイルが観測された.
3)昨年試作した進化ハードウェア要素試作機を基に,記号カーネルベース法を高速処理するための遺伝情報規則推論システムプロトタイプを完成した.プロトタイプは7個の30万ゲート相当の書き換え可能集積回路をベースに開発した.スプライス部位予測問題を対象にその推論速度を測定し,1μ秒以下で実行できることがわかった.これにより,ミリオン推論/秒の遺伝情報規則推論が可能となる見通しを得た.

Report

(1 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All Other

All Publications (4 results)

  • [Publications] M.Yasunaga, et al.: "Evolvable Reasoning Hardware : Its Application to the Genome Informatics"Proc. IEEE Congress on Evolutionary Computation. 704-711 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] I.Yoshihara, et al.: "A Multi-modal Neural Network for Identifying Exon-Intron Boundaries"Knowledge-based Intelligent Information Engineering Systems and Allied Technologies. 998-1002 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yasunaga, et al.: "Symbolic Kernel-Based Reasoning : Its Application to the Rule Extraction in Dictyostelium discoideum DNA"Proc. Genome Informatics 2001. 413-414 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] I.Yoshihara, et al.: "Feature Extraction from Genome Sequence Using Multi-Modal Neural Networks"Proc. Genome Informatics 2001. 420-422 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

URL: 

Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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