大規模遺伝子ネットワークに適した階層型グリッドレイアウトアルゴリズムの研究
Project/Area Number |
08J11104
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Bioinformatics/Life informatics
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
小島 要 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Project Period (FY) |
2008 – 2010
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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Budget Amount *help |
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2009: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2008: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
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Keywords | 力学的ばねモデル / グリッドレイアウト / ベイジアンネットワーク / 遺伝子ネットワーク / 遺伝子モジュール / 変分ベイズ法 / 正準相関分析 / Bartlett補正 / 遺伝子制御ネットワーク / 状態空間モデル / 非等間隔時系列遺伝子発現データ / スパース学習 / イレッサ / 最適ベイジアンネットワーク構造探索 / モジュールネットワーク / Granger因果律 / betweenness centrality / モジュール / ベクトル自己回帰モデル / 非線形構造 / L1正則化 |
Research Abstract |
本年度は次の4つの成果を得た. (1)生物ネットワークの可視化では,見た目の美しさだけでなく,生物学的な理解が目的であることから,各生体内分子の細胞内局在情報を考慮することが重要であるが,力学的ばねモデルでは,トーラス構造状の細胞内局在情報を扱うことが難しい問題があった.そこで,グリッドレイアウトに力学的ばねモデルの損失関数を導入することでトーラス構造等の複雑な細胞内局在情報を容易に扱うことが可能なレイアウト手法を開発した. (2)ベイジアンネットワークによる遺伝子ネットワーク推定では,計算効率化のため,遺伝子群を選び出し,推定される.条件付き独立性の検定によりベイジアンネットワークの構造推定を行う際,遺伝子群から欠落した遺伝子からの制御により,検定結果に矛盾が生じる問題があった。そこで,検定結果に矛盾が生じた場所から欠落遺伝子の存在を同定する手法を提案した. (3)同じパスウェイや機能に属するタンパク質をコードする遺伝子同士は制御関係が密であり,逆の場合,疎であることが想定される.そこで,密に制御関係で連結された遺伝子群をモジュールと定義し,HofmanとWigginsの統計的モデリングによるグラフからのモジュール推定法とベクトル自己回帰モデルを変分ベイズ法の枠組みから階層型モデリングを行うことで,時系列遺伝子発現データから遺伝子モジュールと高精度な遺伝子ネットワークを同時に推定する手法を提案した. (4)時系列遺伝子発現データからの遺伝子群間のGranger因果律を正準相関分析により同定する場合,Grander因果律の検出においてブートストラップ法によりp値が計算されていたため計算コストがかかり,また高精度にp値を求めることが困難であった.そこで,Bartlett補正により尤度比検定の結果を補正することで少サンプルデータの場合でも正確なp値を高速に計算する手法を提案した.
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Identifying Hidden Confounders in Gene Networks by Bayesian Networks2010
Author(s)
Higashigaki, T., Kojima, K., Yamaguchi, R., Inoue, M., Imoto, S, Miyano, S.
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Journal Title
Proceedings of 10th International Conference on Bioinformatics and Bioengineering
Pages: 168-173
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[Journal Article] A fast and robust statistical test based on likelihood ratio with Bartlett correction to identify Granger causality between gene sets2010
Author(s)
Fujita, A., Kojima, K., Patriota, A.G., Sato, J.R., Severino, P., Miyano, S.
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Journal Title
Bioinformatics
Volume: 26
Pages: 2349-2351
Related Report
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[Journal Article] Identification of Granger causality between gene sets2010
Author(s)
Fujita, A., Sato, J.R., Kojima, K., Gomes, L.R., Nagasaki, M., Sogayar, M.C., Miyano, S
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Journal Title
Journal of Bioinformatics and Computational Biolog accepted
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[Journal Article] A state space representation of VAR models with sparse learning for dynamic gene networks2009
Author(s)
Kojima, K., Yamaguchi, R., Imoto, S., Yamauchi, M., Nagasaki, M., Yoshida, R., Shimamura, T., Ueno, K., Higuchi, T., Gotoh, N., Miyano, S.
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Journal Title
Genome Informatics 22
Pages: 56-68
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[Presentation] A state space representation of VAR models with sparse learning for dynamic gene ne2009
Author(s)
Kojima, K., Yamaguchi, R., Imoto, S., Yamauchi, M., Nagasaki, M., Yoshida, R., Shimamura, T., Ueno, K., Higuchi, T., Gotoh, N., Miyano, S
Organizer
International Workshop on Bioinformatics and Systems Biology
Place of Presentation
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ボストン
Year and Date
2009-07-29
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