2021 Fiscal Year Research-status Report
Development and Applications of Nonlinear Dimension Reduction with Weak Supervisiors
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17K08235
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高木 達也 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (80144517)
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2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | FMO / IFIE / 生物空間 / 化学空間 / PLS / 多様体学習 / LLE / Isomap |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初期データとして、FMO計算で得られたBACE1の各アミノ酸残基フラグメントと阻害活性（pIC50）値が既報の38リガンド間のIFIEマトリックスと各リガンド構造を使用した。まず、各リガンド構造から、MOEおよび当研究室が開発したソフトウェアmordredを用いて分子記述子を算出した。その後、IFIEマトリックスと記述子の前処理として、欠損値を含むもしくは分散が0の変数を削除し、相関係数が1である変数の組み合わせのうち1つを削除した。得られた変数をそれぞれの説明変数セットとした。さらに、pIC50を応答変数としてIFIEと記述子のPLS回帰を行い、回帰係数の絶対値に従って、重要な説明変数を抽出した。次に、pIC50でリガンドを2グループに分類した（(pIC50 < 7）と(pIC50 ≧ 7))。IFIEと記述子に重み(IFIE/des)、（1- weight_(IFIE/des)）を付け結合したデータセットに多様体学習を行い、リガンドの二次元座標とリガンドの分類との関係をグループ間分散と全体分散の比で評価した。IFIEおよび記述子の抽出数、重みと多様体学習の種類を網羅的にチューニングした。最後に、評価指標が同程度もしくは向上するように変数を削除する操作を用いてIFIEと記述子変数セットの変数を減らしながら、最適なモデルを探索した。
全データを用いた場合では、最尤パラメータセットでは評価値が0.297となった。変数減少法で変数を削減したところ、{n_IFIE = 23, n_des = 20}のとき、評価値が向上し、pIC50に寄与している重要な変数が選択できたと考えられる。選択されたIFIEの多くはリガンド結合部位もしくはポケット近傍の残基のIFIEであった。リガンドの二次元座標をプロットした結果から見ても、pIC50で分類したグループが凡そ分離できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19パンデミックの状況下緊急事態宣言中などはミーティングやセミナーなども制限せざるを得ず、後はデータの確認だけになっているものの、最終的な結果を得るには至っていない。また、中止や延期になる学会も多く、オンライン開催される場合でも研究室で一堂に会することが困難な状況では学会発表も困難な状況だったため、他研究者から意見を頂くことにも遅れが生じている。が、今年度は学会発表、論文化共に是非行いたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
結果は殆ど得られているため、今年度行わなければならないのは最終的なデータの確認と学会発表、論文化である。学会は、第50回記念の構造活性相関シンポジウムがオンライン開催される予定であるため、そこで行う予定である。この時に専門家からの御批評、ご意見を頂き、それを元に直ちに論文化に着手したい。
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| Causes of Carryover |
COVID-19パンデミックの状況下、大学院生はテレワークが主体となる時期も少なくなく、計算機関連の備品、消耗品などの購入自体が抑えられたため、物品費の為に予算を必要とする場面が殆どなかった。その上に、学会も中止、延期が多く、開催されてもオンラインであるため、旅費の必要性が殆どなく、全体として支出予算はソフトウェアの更新のみとなった。今年度は学会も無事開催される予定であり、研究代表者の研究環境の変化に伴い、物品費も必要となる予定であるため、残予算が丁度よく消費対象になると思われる。
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Research Products
(2 results)
