2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒューマンコンピュテーションと計算創薬の融合的実装による創薬計算科学の深化
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18K11523
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山本 一樹 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任助教 (90758301)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大上 雅史 東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (50743209)
森脇 由隆 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70751303)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 創薬計算科学 / ソーシャルネットワーキングサービス / 分子構造 / 可視化 / バーチャルスクリーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，機械的な探索だけでは効率的に網羅し難い創薬探索空間を，人智を活用したヒューマンコンピュテーション(HC)技術と計算創薬との融合的実装によって開拓することを目的とする．即ち，新規化合物構造を人智から創出・収集し，かつ人間の認知能力を加味したタンパク質-化合物間結合様式予測を可能とするオンライン創薬知プラットフォームを社会実装することによって，現在の計算創薬の限界の打破を目指す．
本年度は，前年度に実装したIUPAC名もしくはSMILES式を介して化学構造式を既存SNS上に投稿・2D描画できる機能および生体高分子を立体表示できる機能に加え，2D構造式エディターからも分子構造をSNS上に投稿・保存できる機能を追加し，誰でも容易に分子構造をSNS上で直接取り扱える環境を拡充した．実装の自由度の高さを鑑みて当初は専用のSNSを独自に開発・運用することも計画していたが，サービスの持続性とユーザーの流入・エンゲージメントのしやすさを考慮し，当面自前のサーバー運用は最小限として極力既存の大規模SNS上にデータを記録する方針とした．１投稿には字数制限(140文字)があるが，投稿内のURLの字数については最長4000字程度まで許容されることを利用し，データをURL文字列に変換することで構造式情報の取り扱いの実用性を改善した．
加えて，創薬標的とスクリーニング化合物ライブラリを提示して参加者がそこから選別した薬剤候補化合物を我々運営側がアッセイ（薬剤活性確認実験）し，ヒット化合物の取得を目指すイベントを実施中であるが，提出された化合物群の分布を解析したところ，参加者ごとに異なる化合物空間を占めており個々の人間特有のヒューリスティクスに基づく化合物の多様性が担保されていることを確認した．アッセイ実施が後ろ倒しとなっている状況だが，次年度中にアッセイを実施する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究における開発要件である，オンライン創薬知プラットフォームの社会実装のため，本年度はSNS上で容易に分子構造を取り扱える機能の拡充を行い，人智に基づく化学構造式収集環境を改善した．一方，人間の認知能力を加味したタンパク質-化合物間結合様式予測を可能とする仕組みについては実装未完の状況である．
また，実際にSNS上のユーザーに創薬スクリーニングを経験してもらうためのイベントとして，創薬標的とスクリーニング化合物ライブラリを提示して参加者がそこから選別した薬剤候補化合物を我々運営側がアッセイ（薬剤活性確認実験）し，ヒット化合物の取得を目指す試みを実施中であるが，アッセイ実施が次年度に後ろ倒しとなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
計算創薬とヒューマンコンピュテーションの連携を促すため，タンパク質と化合物の結合様式予測をインタラクティブに行えるような機能追加を図る．サーバサイド処理を増やすとサービスの可用性・持続性に支障が出ると考えられるため，極力クライアントサイドでの処理を指向した実装方針とする．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により，年度末の成果発表の計画に変更が生じた．次年度の成果発表に使用する予定である．
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| Remarks |
chemical.space は私費にて運用中
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