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マニフォールド理論と単粒子解析実験データを用いた革新的4次元イメージング法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K20913
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理学
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東北大学

研究代表者

吉留 崇  東北大学, 工学研究科, 助教 (90456830)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードマニフォールドラーニング / 単粒子解析実験 / 4次元イメージング / マニフォールド / 生物物理
研究成果の概要

研究代表者が開発した単粒子解析実験データ分類ソフトウェア「閻魔」を発展させ、単粒子解析実験データから粒子の4次元イメージングを行う手法の開発を行った。(1)実験を想定したシミュレーションデータを用いて、複数の3次元電子密度分布の構築に成功した。(2)現実の実験データに近い、試料氷包埋効果を考慮した2次元投影像セットを作成し、投影像にローパスフィルタを加える事で分類に成功した。(3)酸化銅微粒子の実験データに「閻魔」を適用し、2種類の微粒子成長プロセスが存在する事が分かった。(4)「閻魔」を用いて、物理量を定量的に計算できるマルコフ状態モデルを構築する事に成功した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An accurate computational method for an order parameter with a Markov state model constructed using a manifold-learning technique2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Reika、Yoshidome Takashi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 691 ページ: 22-27

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2017.10.057

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡データ分類のシミュレーションによる研究: マニフォールドラーニングアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      高野 直人,吉留 崇
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化銅微粒子成長プロセスの研究:X線自由電子レーザーとマニフォールドラーニングを用いたアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      吉留 崇,関口 優希,山本 隆寛,苙口 友隆,中迫 雅由
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] An Accurate Computation of a Physical Quantity of a Protein with a Markov State Model Constructed using a Manifold Learning Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Reika Ito and Takashi Yoshitome
    • 学会等名
      The Biophysical Society 62st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マニフォールドラーニングを用いたコヒーレントX線回折イメージング実験データ分類の研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉留 崇
    • 学会等名
      第7回計算統計物理学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ローパスフィルターを加えた2次元投影像の分類:マニフォールドによるアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      高野 直人,吉留 崇
    • 学会等名
      第7回計算統計物理学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マニフォールドによる分類を用いたマルコフ状態モデルの構築2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 怜香,吉留 崇
    • 学会等名
      第7回計算統計物理学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ソフトウェア「閻魔」を用いたXFEL-CXDI実験データの分類2017

    • 著者名/発表者名
      吉留 崇, 関口 優希,山本 隆寛, 苙口 友隆, 中迫 雅由, 池口 満徳
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マニフォールドラーニングを用いた二次元投影像の分類における試料氷包埋効果のシミュレーションによる研究2017

    • 著者名/発表者名
      高野 直人,吉留 崇
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質マルコフ状態モデル構築におけるマニフォールドラーニングの必要性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 怜香,吉留 崇
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質構造エントロピー計算法の研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉留崇
    • 学会等名
      ソフトマターを中心とした材料科学の基礎と応用
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マニフォールドラーニングを用いた銅キューブコヒーレントX線イメージング実験データの分類2017

    • 著者名/発表者名
      吉留崇, 関口優希,山本隆寛, 苙口友隆, 中迫雅由, 池口満徳
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マニフォールドラーニングと分子動力学シミュレーションデータを用いたタンパク質マルコフ状態モデルの構築2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤怜香, 吉留崇
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconstruction of three-dimensional structures of a protein with software ENMA and EMC algorithm: A simulation for XFEL-CXDI experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshidome, Yuki Sekiguchi, Tomotaka Oroguchi, Masayoshi Nakasako, and Mitsunori Ikeguchi
    • 学会等名
      Biophysical Society 61st Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ソフトウェア「閻魔」を用いた銅キューブのコヒーレントX線回折イメージングデータの分類2017

    • 著者名/発表者名
      吉留崇, 関口優希, 山本隆寛, 苙口友隆, 中迫雅由, 池口満徳
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトウェア「閻魔」とEMCアルゴリズムを用いたタンパク質3次元電子密度分布の再構成:XFEL-CXDI実験を想定したシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      吉留崇, 関口優希, 苙口友隆, 中迫雅由, 池口満徳
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトウェア「閻魔」を用いたコヒーレントX線回折イメージングデータの分類2016

    • 著者名/発表者名
      吉留崇, 関口優希, 苙口友隆, 中迫雅由, 池口満徳
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.geocities.jp/yoshidomet42000/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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