2017 Fiscal Year Research-status Report
ベイズ統計を活用した低解像度構造情報からのモデリング手法の新展開
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16K07286
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
宮下 治 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 上級研究員 (10620528)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | タンパク質 / クライオ電子顕微鏡 / 構造モデリング / フィッティング / ハイブリッドアプローチ / 分子動力学シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体高分子の構造や運動を理解するためのクライオ電子顕微鏡実験の重要性が非常に高くなってきている．技術の発達により，高い解像度の像が得られるようになってきているが，それでも通常得られるデータの解像度は原子レベルには届かない．そのため，実験データとコンピューターシミュレーションによる構造モデリングを組み合わせる「ハイブリッドアプローチ」の必要性が高まっている．本研究では，低解像度データから原子レベルの構造モデルを構築するための統計的な評価関数を用いた新しい手法を開発する．本年度は以下の研究を行った．
これまで開発を進めてきた構造モデルと実験データの整合性を評価することでフィッティングを行うアルゴリズムを，実験データに応用し，構造モデルの構築を行った．その際，実験データに含まれている実験ノイズや3次元再構成の際の誤差によると考えられる，フィッティングをする際にデータに依存しすぎることからくるオーバーフィッティングの問題が顕著であることがわかり，それについて詳しく検討する必要が生じた．フィッティングの際に分子に加える疑似的な力の強さが最終的なモデルに大きく影響することを評価し，また，フィッティングも一意的ではなく結果にばらつきが出ることを踏まえ，多数のフィッティングを行い，それらの中から，構造の質を評価することで，実験データを再現しつつ，構造的に正しいと考えられるモデルを提案する方法について研究を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度途中から研究を開始したため，年次計画通りには研究が完成していないが概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
実験データに含まれるノイズや解像度の不均一性を考慮した評価関数を開発する．それを，分子シミュレーションに導入することを完成させ，実際の実験データの解析を行う．
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| Causes of Carryover |
計算機の購入費が予定より少なかったため．データの保存装置と学会発表のための旅費に使用する予定をしている．
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