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2015 Fiscal Year Annual Research Report

オミックスデータから薬物の標的分子を網羅的に予測するための機械学習法の開発

Research Project

Project/Area Number 25700029
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

山西 芳裕  九州大学, 高等研究院, 准教授 (60437267)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords機械学習 / インシリコ創薬 / 標的分子 / 相互作用予測 / 薬物
Outline of Annual Research Achievements

薬物・標的タンパク質間相互作用の同定は、医薬品開発において最重要課題である。ポストゲノム研究では、ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームなどの遺伝子やタンパク質に関する大量のオミックスデータが得られるようになってきた。同時に、膨大な数の化合物や薬物に関するケミカル情報や生理活性情報も蓄積されている。本研究プロジェクトでは、そのような薬物やタンパク質に関する膨大なオミックスデータを融合解析し、未知の薬物・標的タンパク質間相互作用を予測するための機械学習の手法を開発することを目的としている。
平成27年度は、前年度までに開発してきた機械学習の予測モデルを拡張し、より効率的なアルゴリズムを設計した。これまで用いた薬物の化学構造や薬理作用データでの大規模解析を行うと共に、薬物応答遺伝子発現情報を用いた薬物の標的分子の予測を試みた。小規模データでの解析であるが、遺伝子発現プロファイルを用いる事で薬物の化学構造の依存せずに標的分子の予測ができ、作用機序の理解に繋がることを確認した。薬物の標的分子の網羅的予測を行い、その結果の生物学的な考察や妥当性の検証を行った。予測された標的タンパク質を通じて、薬物が本来開発された疾患とは別の疾患への効能発見の可能性も検証した。これまでの成果について、平成27年度は国際学術雑誌への論文発表を4件、国際学会での口頭発表を4件、国内学会での口頭発表を8件行った。本研究プロジェクトは、おおむね順調に進展したと考えることができる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Predicting target proteins for drug candidate compounds based on drug-induced gene expression data in a chemical structure-independent manner2015

    • Author(s)
      Hizukuri, Y., Sawada, R., and Yamanishi, Y.
    • Journal Title

      BMC Medical Genomics

      Volume: 8 Pages: 82

    • DOI

      10.1186/s12920-015-0158-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Target-based drug repositioning using large-scale chemical-protein interactome data2015

    • Author(s)
      Sawada, R., Iwata, H., Mizutani, S., and Yamanishi, Y.
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 55 Pages: 2717-2730

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.5b00330

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mining discriminative patterns from graph data with multiple labels and its application to QSAR2015

    • Author(s)
      Shao, Z. Hirayama, Y., Yamanishi, Y., and Saigo, H.
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 55 Pages: 2519-2527

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.5b00376

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Large-scale prediction of beneficial drug combinations using drug efficacy and target profiles2015

    • Author(s)
      Iwata, H., Sawada, R., Mizutani, S., Kotera, M., and Yamanishi, Y.
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 55 Pages: 2705-2716

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.5b00444

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Computational drug repositioning using medical big data2016

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Organizer
      The 6th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2016-03-16 – 2016-03-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬2015

    • Author(s)
      山西芳裕
    • Organizer
      新生命科学分野開拓とスーパーコンピュータ「京」
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-12-17 – 2015-12-17
    • Invited
  • [Presentation] 化合物応答遺伝子発現プロファイルの大規模解析による生理活性化合物の作用機序推定と創薬への応用2015

    • Author(s)
      岩田通夫, 澤田隆介, 山西芳裕
    • Organizer
      BMB2015(第38回分子生物学会・第88回生化学会合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬2015

    • Author(s)
      山西芳裕
    • Organizer
      日本計算機統計学会 第29回シンポジウム
    • Place of Presentation
      釧路
    • Year and Date
      2015-11-27 – 2015-11-28
    • Invited
  • [Presentation] Systematic drug repositioning via omics data analysis with machine learning methods2015

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Organizer
      Autumn School of Chemoinformatics in Tokyo
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Systematic drug repositioning for a wide range of diseases with machine learning methods2015

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Organizer
      Study Sessions on Bioinformatics and Related Topics
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2015-11-04 – 2015-11-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬2015

    • Author(s)
      山西芳裕
    • Organizer
      第19回バイオメディカル研究会「人工知能のバイオメディカル応用」
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-10-30 – 2015-10-30
    • Invited
  • [Presentation] 化合物摂動と遺伝子摂動の遺伝子発現プロファイルを用いた医薬品候補化合物の標的タンパク質予測2015

    • Author(s)
      澤田隆介, 岩田通夫, 山西芳裕
    • Organizer
      第4回生命医薬情報学連合大会
    • Place of Presentation
      宇治
    • Year and Date
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [Presentation] 化合物・タンパク質間インターラクトーム情報とオミックスデータに基づくドラッグリポジショニング2015

    • Author(s)
      澤田隆介, 岩田通夫, 山西芳裕
    • Organizer
      情報計算化学生物学会2015年大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-29
  • [Presentation] 医薬ビッグデータ解析に基づくインシリコ創薬2015

    • Author(s)
      山西芳裕
    • Organizer
      HPCIセミナー「予測する生命科学・医療および創薬基盤」
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-10-23 – 2015-10-23
    • Invited
  • [Presentation] 医療ビッグデータの創薬応用のための機械学習法2015

    • Author(s)
      山西芳裕
    • Organizer
      第31回大規模データ科学に関する研究会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2015-08-24 – 2015-08-24
  • [Presentation] Systematic drug repositioning for a wide range of diseases with computational approaches2015

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Organizer
      JCUP VI
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2015-06-04 – 2015-06-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] DINIES

    • URL

      http://www.genome.jp/tools/dinies/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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