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大域的構造抽出と相互作用確率モデルによるタンパク質機能予測法

研究課題

研究課題/領域番号 16K00392
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関松江工業高等専門学校 (2017-2019)
京都大学 (2016)

研究代表者

林田 守広  松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (40402929)

研究分担者 小谷野 仁  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業情報研究センター, 研究員 (10570989)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードタンパク質相互作用予測 / タンパク質二量体予測 / 中央文字列 / 文法圧縮 / 一般化Series-Parallelグラフ / ラプラス様混合確率分布 / EMアルゴリズム / 畳み込みニューラルネットワーク / タンパク質ドメイン / ニューラルネットワーク / タンパク質RNA相互作用 / 条件付き確率場 / イジングモデル / 一般化series-parallelグラフ / 整数線形計画問題 / 宿主病原体相互作用 / 局所トポロジー / Dicer切断部位 / 三角不等式 / タンパク質 / アルゴリズム / 画像認識 / 生体生命情報学 / 機械学習
研究成果の概要

タンパク質の機能を理解するために,タンパク質と相互作用する生体分子や複合体を形成するタンパク質を知ることは有用である.タンパク質とRNAの間の残基と塩基の相互作用予測手法およびヘテロ二量体タンパク質複合体の予測手法を改良した.さらに同じ機能を示すタンパク質やRNAの配列をそれぞれ集約する文字列の集合上の確率分布を推定する手法を開発し,また中央文字列を見つける手法を高速化するとともに,タンパク質のドメイン構成や生物学的ネットワークに対する文法圧縮手法を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質相互作用およびタンパク質複合体の予測精度を向上させることによってタンパク質の機能を推定する手がかりとし,病原菌の感染経路の解明など生物学,医学へ貢献する.また文字列の集合上の確率分布や中央文字列の厳密解法,一般化Series-Parallelグラフの最小文法を与えることはタンパク質やRNAの配列解析や生物学的ネットワーク構造の解析に有用であるだけでなく数理学的にも意義がある.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Optimal string clustering based on a Laplace-like mixture and EM algorithm on a set of strings2019

    • 著者名/発表者名
      Koyano Hitoshi、Hayashida Morihiro、Akutsu Tatsuya
    • 雑誌名

      Journal of Computer and System Sciences

      巻: 106 ページ: 94-128

    • DOI

      10.1016/j.jcss.2019.07.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Convolutional neural network approach to lung cancer classification integrating protein interaction network and gene expression profiles2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsubara, Tomoshiro Ochiai, Morihiro Hayashida, Tatsuya Akutsu and Jose C. Nacher
    • 雑誌名

      Journal of Bioinformatics and Computational Biology

      巻: 17 号: 03 ページ: 1940007-1940007

    • DOI

      10.1142/s0219720019400079

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ncRNA-disease association prediction based on sequence information and tripartite network2018

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, H. Ngouv, M. Hayashida, T. Akutsu and J. C. Nacher
    • 雑誌名

      BMC Systems Biology

      巻: 12 号: S1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1186/s12918-018-0527-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Determining the minimum number of protein-protein interactions required to support known protein complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Natsu Nakajima, Morihiro Hayashida, Jesper Jansson, Osamu Maruyama, Tatsuya Akutsu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 4 ページ: e0195545-e0195545

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0195545

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving conditional random field model for prediction of protein-RNA residue-base contacts2018

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Hayashida, Noriyuki Okada, Mayumi Kamada, Hitoshi Koyano
    • 雑誌名

      Quantitative Biology

      巻: 6 号: 2 ページ: 155-162

    • DOI

      10.1007/s40484-018-0136-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of critical and redundant vertices in controlling directed complex networks using feedback vertex sets2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Bao, Morihiro Hayashida, Pengyu Liu, Masayuki Ishitsuka, Jose Nacher, Tatsuya Akutsu
    • 雑誌名

      Journal of Computational Biology

      巻: 25 号: 10 ページ: 1071-1090

    • DOI

      10.1089/cmb.2018.0019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving prediction of heterodimeric protein complexes using combination with pairwise kernel2018

    • 著者名/発表者名
      Ruan Peiying、Hayashida Morihiro、Akutsu Tatsuya、Vert Jean-Philippe
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 19 号: S1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1186/s12859-018-2017-5

    • NAID

      120006537092

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Finding median and center strings for a probability distribution on a set of strings under Levenshtein distance based on integer linear programming2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashida, M. and Koyano, H.
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 690 ページ: 108-121

    • DOI

      10.1007/978-3-319-54717-6_7

    • ISBN
      9783319547169, 9783319547176
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LBSizeCleav: improved support vector machine (SVM)-based prediction of Dicer cleavage sites using loop/bulge length2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Bao, M. Hayashida, T. Akutsu
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 17 号: 1 ページ: 487-487

    • DOI

      10.1186/s12859-016-1353-6

    • NAID

      120005973378

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Artificial neural network approach to prediction of protein-RNA residue-base contacts2019

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Hayashida, Jose Nacher, Hitoshi Koyano
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Bioinformatics Models, Methods and Algorithms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Convolutional neural network approach to lung cancer classification integrating protein interaction network and gene expression profiles2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsubara, Tomoshiro Ochiai, Morihiro Hayashida, Tatsuya Akutsu, Jose Nacher
    • 学会等名
      The 18th IEEE International Conference on Bioinformatics and BioEngineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyzing order of domains in grammar-based compression of proteomes2018

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Hayashida, Kousei Ishibashi, Hitoshi Koyano
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ncRNA-disease association prediction based on sequence information and tripartite network2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Mori, Hayliang Ngouv, Morihiro Hayashida, Tatsuya Akutsu, Jose Nacher
    • 学会等名
      The 16th Asia Pacific Bioinformatics Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grammar-based compression for directed and undirected generalized series-parallel graphs using integer linear programming2018

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Hayashida, Hitoshi Koyano, Tatsuya Akutsu
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Bioinformatics Models, Methods and Algorithms
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving conditional random field model for prediction of protein-RNA residue-base contacts2017

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Hayashida, Noriyuki Okada, Mayumi Kamada, Hitoshi Koyano
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Computational Systems Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Host-pathogen protein interaction prediction based on local topology structures of a protein interaction network2016

    • 著者名/発表者名
      Jira Jindalertudomdee, Morihiro Hayashida, Jianning Song, Tatsuya Akutsu
    • 学会等名
      IEEE 16th International Conference on Bioinformatics and BioEngineering
    • 発表場所
      台中
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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