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進化ハードウェアを用いた遺伝情報規則推論システム

研究課題

研究課題/領域番号 13208001
研究種目

特定領域研究(C)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関筑波大学

研究代表者

安永 守利  筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (80272178)

研究分担者 吉原 郁夫  宮崎大学, 工学部, 教授 (20322315)
研究期間 (年度) 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2001年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード遺伝子 / 規則 / 推論 / 進化 / 集積回路 / ハードウェア / スプライス部位 / 粘菌
研究概要

本研究の目的は,ゲノム配列情報から有意な高次規則を抽出できるアルゴリズムを開発するとともに,アルゴリズムの高速実行のためのハードウェアシステムを構築することである.本研究期間に,提案しているアルゴリズムである記号カーネルベース法とその高速処理のための推論ハードウェア(進化ハードウェア)の有効性を評価した.その結果以下の成果を得た.
1)20種以上の生物に対して記号カーネルベース法によるスプライス部位予測と規則発見を行った.その結果,カーネルに生物の進化距離が自動的に抽出されていることがわかった.また,生物種によっては,カーネルに2つの異なるモードがあることがわかり,Altemative Spliceにつながる規則性を見出した.
2)記号カーネル法をDictyostelium discoideum(細胞性粘菌)の発現規則発見に適用すべくその4つの発現期ごとの非転写領域ライブラリを作成した.今後,このライブラリに記号カーネルベース法を適用し発現規則の発見を行う.その基礎データ取得のために,得られた配列データベースの基本統計量(各塩基の含有率の移動平均値)を算出した.その結果,発現期Vにその他の発現期とは異なる移動平均値プロファイルが観測された.
3)昨年試作した進化ハードウェア要素試作機を基に,記号カーネルベース法を高速処理するための遺伝情報規則推論システムプロトタイプを完成した.プロトタイプは7個の30万ゲート相当の書き換え可能集積回路をベースに開発した.スプライス部位予測問題を対象にその推論速度を測定し,1μ秒以下で実行できることがわかった.これにより,ミリオン推論/秒の遺伝情報規則推論が可能となる見通しを得た.

報告書

(1件)
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] M.Yasunaga, et al.: "Evolvable Reasoning Hardware : Its Application to the Genome Informatics"Proc. IEEE Congress on Evolutionary Computation. 704-711 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yoshihara, et al.: "A Multi-modal Neural Network for Identifying Exon-Intron Boundaries"Knowledge-based Intelligent Information Engineering Systems and Allied Technologies. 998-1002 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yasunaga, et al.: "Symbolic Kernel-Based Reasoning : Its Application to the Rule Extraction in Dictyostelium discoideum DNA"Proc. Genome Informatics 2001. 413-414 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yoshihara, et al.: "Feature Extraction from Genome Sequence Using Multi-Modal Neural Networks"Proc. Genome Informatics 2001. 420-422 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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