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立体構造情報と相互作用情報を組み合わせた薬剤オフターゲット予測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J11261
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関東京工業大学

研究代表者

伴 兼弘  東京工業大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード機械学習 / 統計モデル / 薬剤 / タンパク質 / ベイズ最適化 / ドッキング計算 / 創薬研究 / ネットワーク推定 / ドッキングシミュレーション / 人工知能 / 統計学 / 情報幾何
研究実績の概要

薬剤とタンパク質の相互作用を予測することは創薬研究において重要な技術の1つである。薬剤は、一般に複数のタンパク質と相互作用することが知られており、予期せぬタンパク質との相互作用は副作用を引き起こす可能性がある。本研究では、機械学習や統計モデル等の技術を用いることで、薬剤とタンパク質の相互作用を効率的に予測するシステムの開発を行ってきた。
本年度(平成29年度)の研究実績は、(1)最先端手法であるベイズ最適化手法GP-MIを用いることで、薬剤-タンパク質間相互作用予測モデルの学習速度を改善し、その内容を「Efficient hyperparameter optimization by using Bayesian optimization for drug-target interaction prediction」(Ban+2017)にまとめ、国際会議「IEEE ICCABS 2017」で発表した。(2)ドッキングシミュレーションの性能を改善する方式「Multiple Grid Arrangement」(Ban+2018)を提案し、その内容を「Multiple Grid Arrangement Improves Ligand Docking with Unknown Binding Sites: Application to the Inverse Docking Problem」(Ban+2017)にまとめ、学会誌「Computational Biology and Chemistry」に投稿し採択された。(3)昨年度から研究を続けていた統計モデルによる予測手法の予測精度の改善を達成したことである。最先端手法であるNRLMF(Liu+2016)の予測結果を分析することで、モデルの問題点を特定し、予測精度の改善に成功した。現在、論文を執筆している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Multiple grid arrangement improves ligand docking with unknown binding sites: Application to the inverse docking problem2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ban, Masahito Ohue, and Yutaka Akiyama
    • 雑誌名

      Computational Biology and Chemistry

      巻: 73 ページ: 139-146

    • DOI

      10.1016/j.compbiolchem.2018.02.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of potential inhibitors based on compound proposal contest: Tyrosine-protein kinase Yes as a target2015

    • 著者名/発表者名
      Chiba S, Akiyama Y, Sekijima M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/srep17209

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Efficient hyperparameter optimization by using Bayesian optimization for drug-target interaction prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ban
    • 学会等名
      IEEE ICCABS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Grids Arrangement for Improving Conformational Search of Protein-Ligand Docking and Its Application to Inverse Docking Problem2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ban, Masahito Ohue, Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      Forum for Pharmaceutical Technology Innovation
    • 発表場所
      University of Tokyo
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Improving Protein-Ligand Docking and Inverse Docking Prediction by Deepening Conformation Search on Multiple Grids2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ban, Masahito Ohue, Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      The 3rd IIT Madras -Tokyo Tech Joint Symposium on "Algorithms and Application of Bioinformatics"
    • 発表場所
      IC&SR Auditorium, IIT Madras, Chennai
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MultipleGrids Arrangement for Ligand Docking and Its Application to Inverse Docking Problem2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ban, Masahito Ohue, and Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      Informatics in Biology, Medicine and Pharmacology 2015
    • 発表場所
      University of Kyoto
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Multiple Grid Arrangement on Glide

    • URL

      http://www.bi.cs.titech.ac.jp/mga_glide/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] BO-DTI

    • URL

      https://github.com/akiyamalab/BO-DTI

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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