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2023 Fiscal Year Research-status Report

深層学習を用いたRNA二次構造情報解析の高速化

Research Project

Project/Area Number 23K16997
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

福永 津嵩  早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (80791433)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
KeywordsRNA二次構造 / 深層学習 / アルゴリズム
Outline of Annual Research Achievements

深層学習を用いてRNA accessibility計算を高速化するDeepRaccessを開発し、既存手法のRaccessと高い相関を持つこと及び原核生物の開始コドン周辺配列から翻訳量を推定するのに有効であることを示した。本研究は既に論文出版済みである(Hara et al., Frontiers in Bioinformatics, 3, 1275787)。また深層学習とは別の方法として、ビームサーチを用いてRNA構造解析を高速化する手法にも取り組んででおり、CentroidAlignやCentroidHomFoldについてアルゴリズムの実装を進めた。現在、小規模データセットにおいては高い速度パフォーマンスが出ていることを確認している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究のコアとなる技術であるDeepRaccessについて開発に成功したため。

Strategy for Future Research Activity

RNA accessibility以外の二次構造特徴量である塩基絵対結合確率や構造プロファイルについても、深層学習を活用して高速化できるかについて検討を進める。また、ビームサーチを用いて高速化したCentroidAlignやCentroidHomFoldについて、大規模データセットでの検証を進め、論文化を行う。

Causes of Carryover

当初、大規模計算の遂行に必要な計算機の購入を初年度に予定していたが、本年度はソフトウェア開発に集中的に時間を割いたため、実データ解析のために必要な大規模計算機を購入しなかった。次年度以降、実データ解析を行う際に、必要な計算機の購入を行う。

  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] DeepRaccess: high-speed RNA accessibility prediction using deep learning2023

    • Author(s)
      Hara Kaisei、Iwano Natsuki、Fukunaga Tsukasa、Hamada Michiaki
    • Journal Title

      Frontiers in Bioinformatics

      Volume: 3 Pages: 1275787

    • DOI

      10.3389/fbinf.2023.1275787

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 相同配列情報を活用した高速なRNA二次構造予測手法の開発.2024

    • Author(s)
      西村 友宏, 久保 顕登, 福永 津嵩, 浜田 道昭.
    • Organizer
      情報処理学会第77回バイオ情報学研究会
  • [Presentation] DeepRaccess: 深層学習を用いた高速なRNAアクセシビリティ予測2023

    • Author(s)
      原 快成、岩野 夏樹、福永 津嵩、浜田 道昭.
    • Organizer
      第76回バイオ情報学研究会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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