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2018 Fiscal Year Annual Research Report

GPUを用いた大規模深層学習環境の構築と創薬への応用

Research Project

Project/Area Number 16J09021
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

安尾 信明  東京工業大学, 情報理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Keywords機械学習 / バーチャルスクリーニング / 構造ベース創薬
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、大規模計算機環境におけるGPUを用いた深層学習環境の構築及び創薬における新規化合物の取得への応用に関する研究を行っている。平成30年度では、前年度に開発を行ったランダムフォレストを用いたバーチャルスクリーニング手法の改良およびより詳細な精度評価を行い、DUD-Eというデータセットを用いての評価で102標的(蛋白質)に対して97標的でEF1%というバーチャルスクリーニングの指標で本手法が既存手法よりも優れていることを示した。例えば、抗がん剤の標的タンパク質の一つであるセリン/スレオニンキナーゼAKT1においては、予測された上位1%の化合物中にランダムな予測と比較して約42倍、ドッキングと比較して約4倍多く実験的に活性のある化合物を発見することが可能であった。本手法について、さらにRF-Score-VS v1, v2, v3というランダムフォレストを用いた手法と比較し、比較可能な97標的中67標的で高い精度であることを示すとともに、Journal of Chemical Information and Modelingに論文が採択され(J. Chem. Inf. Model., 2019, 59 (3), pp 1050--1061, DOI: 10.1021/acs.jcim.8b00673)、Supplementary Cover Art(表紙)にも採用された。また、本年度
ではCBI学会の年会においてBest Poster賞を受賞した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Improved Method of Structure-Based Virtual Screening via Interaction-Energy-Based Learning2019

    • Author(s)
      Yasuo Nobuaki、Sekijima Masakazu
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 59 Pages: 1050~1061

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.8b00673

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 創薬における大学と企業との連携例2019

    • Author(s)
      安尾 信明
    • Journal Title

      構造活性相関部会 ニュースレター (SAR News)

      Volume: 36 Pages: 15~20

    • Open Access
  • [Journal Article] CoDe-DTI: Collaborative Deep Learning-based Drug-Target Interaction Prediction2018

    • Author(s)
      Yasuo Nobuaki、Nakashima Yusuke、Sekijima Masakazu
    • Journal Title

      2018 IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine (BIBM)

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/BIBM.2018.8621368

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Predicting Strategies for Lead Optimization via Learning to Rank2018

    • Author(s)
      Yasuo Nobuaki、Watanabe Keisuke、Hara Hideto、Rikimaru Kentaro、Sekijima Masakazu
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on Bioinformatics

      Volume: 11 Pages: 41~47

    • DOI

      https://doi.org/10.2197/ipsjtbio.11.41

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compound property enhancement by virtual compound synthesis2018

    • Author(s)
      Arai Naoki、Yoshikawa Shunsuke、Yasuo Nobuaki、Yoshino Ryunosuke、Sekijima Masakazu
    • Journal Title

      Journal of Bioinformatics and Computational Biology

      Volume: 16 Pages: 1840016

    • DOI

      10.1142/S0219720018400164

    • Peer Reviewed
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 立体構造判定装置、立体構造判定方法、立体構造の判別器学習装置、立体構造の判別器学習方法及びプログラム2019

    • Inventor(s)
      関嶋 政和、依田 洸、安尾 信明
    • Industrial Property Rights Holder
      関嶋 政和、依田 洸、安尾 信明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-015086

URL: 

Published: 2019-12-27  

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