2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K00392
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
種田 晃人 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70332492)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エネルギーバリア予測 / メタヒューリスティクス / RNA二次構造 / 折り畳み経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタヒューリスティクスを応用したRNA二次構造折り畳み経路エネルギーバリア予測法の開発を行った。RNA二次構造の１塩基対の変化をエッジ、それぞれの二次構造をノードとしたグラフ構造を生成し、巡回セールスマン問題と同様にグラフを探索することで折り畳み経路の予測を行った。巡回セールスマン問題とは異なり、生成した折り畳み経路のエネルギーバリアの高さに基づきその経路の評価を行った。メタヒューリスティクスとしてはアントコロニー最適化（ACO）を利用した。計算を効率的に行うために、直接経路の結果を上限値としてグラフ構造中のノード数を削減するなどの処理を利用した。また、「開始構造と目的構造に含まれる塩基対のみで形成される直接経路」に対応したグラフ構造から漸進的にグラフ構造を更新することで、間接構造の予測を効率的に行うアルゴリズムとなっている。アルゴリズム中で生成した折り畳み経路の自由エネルギー計算は、Vienna RNA パッケージを用いて行った。
既知のリボスイッチ配列などを用いて性能評価を行った結果、従来手法（ヒューリスティクス）による結果と同等またはそれ以上の結果が得られた。また、短いRNA配列において、厳密解を得る従来手法により得られた結果とほぼ同等な結果が得られた。また、2本のRNA配列の複合構造に対するエネルギーバリア予測も実装した。アルゴリズムや性能評価の結果を英語論文としてまとめ、論文発表準備中である。小分子と二次構造付きRNA配列を入力として動作する２入力の人工リボスイッチを設計可能な手法に関する論文についても英語論文一報の執筆をほぼ終えており、こちらも論文発表準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題の他に、AMEDの研究課題にもほぼ同期間従事しており、AMEDの研究課題が共同研究であったことからAMEDの研究課題をより優先して行わざるを得なかった。AMEDの研究課題で担当したアルゴリズム開発に予想以上に時間を要したために、本研究課題の遂行にも影響を与えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文執筆を完了し投稿する。もし可能であればアルゴリズムの改善も行う。
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| Causes of Carryover |
論文執筆などがやや遅れていたため科研費期間の延長を行った。平成３０年度に論文投稿料などが必要なため次年度使用額が生じた。
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Research Products
(1 results)
