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工業化学物質の受容体結合解析基盤の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K20043
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 環境解析評価およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

Brown John  京都大学, 医学研究科, 講師 (90583188)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード核内受容体 / 化学物質 / 人工知能 / 能動的学習 / 分子設計 / 安全評価 / 可視化 / AI / 評価統計選択 / 画像化 / 相互作用 / 受容体 / 計算創薬 / 安全性 / 化審法 / ケモジェノミクス
研究成果の概要

医薬品を含めて化学物質が複数の受容体を作用することが副作用と炎症反応を起こす原因にある。理想な安全性対策として全化学物質と受容体の相互作用を実験で評価する体制ができれば良いが、費用と材料の限界があるため、網羅的に実験で評価することが困難である。そのため、人工知能を用いて作用を予測し、検証回数を減らす手法が社会的にニーズがある。本研究では、化学物質と細胞の制御に関与する受容体の相互作用に対して、予測モデル開発に挑戦した。結果として核内受容体と代謝系CYP450酵素の化学物質との相互作用を高精度に予測できることを証明した。開発した手法は、規制機関で利用でき、人体への影響のリスク減少にも貢献できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

工場などで排出される空気に複数の化学物質が含まれている。人体に対する安全性を確認するため、化学物質の分子的な作用機序を明確にする必要がある。本研究は細胞制御と代謝に関連するタンパク質に対する化学物質の結合性を予測する手法を開発でき、次世代安全対策に貢献する技術を成立できた。
また、開発した手法は、活用が期待される人工知能(AI)をどのように評価と解釈をすれば良いかという課題に大きく貢献し、学術的にも社会的にも意義がある。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 11件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 米国立衛生研究所/米国立環境健康研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Adaptive mining and model building of medicinal chemistry data with a multi-metric perspective.2018

    • 著者名/発表者名
      Brown JB
    • 雑誌名

      Future Med Chem.

      巻: 10 号: 16 ページ: 1885-1887

    • DOI

      10.4155/fmc-2018-0188

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selection of Informative Examples in Chemogenomic Datasets2018

    • 著者名/発表者名
      Reker Daniel、Brown J. B.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1825 ページ: 369-410

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8639-2_13

    • ISBN
      9781493986385, 9781493986392
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Chemogenomic Active Learning's Domain of Applicability on Small, Sparse qHTS Matrices: A Study Using Cytochrome P450 and Nuclear Hormone Receptor Families2018

    • 著者名/発表者名
      Rakers Christin、Najnin Rifat Ara、Polash Ahsan Habib、Takeda Shunichi、Brown J.B.
    • 雑誌名

      ChemMedChem

      巻: 13 号: 6 ページ: 511-521

    • DOI

      10.1002/cmdc.201700677

    • 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
  • [雑誌論文] Classifiers and their Metrics Quantified2018

    • 著者名/発表者名
      Brown J. B.
    • 雑誌名

      Molecular Informatics

      巻: 37 号: 1-2 ページ: 1700127-1700127

    • DOI

      10.1002/minf.201700127

    • 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
  • [学会発表] Dynamic selection of ligand-target pairs toward construction of a minimal-size training set for chemogenomic model building2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      Vertex Pharmaceuticals Molecular Modeling Group Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemogenomic active learning - new frontiers based on an old concept2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      OpenEye JCUP IX
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 構造活性相関情報を効率的に選択する能動的学習の医薬品開発応用への最新結果と課題2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      構造活性フォーラム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Why adaptively-built simple models using small datasets can be sufficient for chemical modeling2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      Chemoinformatics Strasbourg Summer School (CS3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生命科学と医薬学における人工知能の応用及び人工知能の最新評価方法論2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      岐阜大学情報学研究科 生命情報集中講義
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Binary classification metric surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      University of Bonn Open Workshop Computational Chemical Biology and Chemogenomics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Active learning of ligand-target interactions to build minimally complex yet maximally predictive interaction models2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      International Chemical Biology Society Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontiers Unveiled by Active Learning2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      Asian Hub for e-Drug Discovery (AHeDD) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adaptive pattern extraction underpins rethinking the role of big data2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      ETH RETHINK kickoff symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Searching for the right ligand-target interaction predictions to validate by physics-based methods2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      Osaka University Institute for Protein Research seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The nature of metrics used to evaluate binary classifier models in drug discovery and design2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      ETH Zurich Department of Chemistry and Applied Biosciences seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemogenomic active learning, including an in-depth look at classification metrics2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      OpenEye CUP XVIII
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic selection of ligand-target pairs toward construction of a minimal-size training set for chemogenomic model building2018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      Vertex Pharmaceuticals internal seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Finding the essential gems in your assay data: the chemogenomic active learning method2017

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 学会等名
      NIH/NIEHS Internal Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Computational Chemogenomics. Methods in Molecular Biology, vol 18252018

    • 著者名/発表者名
      J.B. Brown
    • 総ページ数
      452
    • 出版者
      Humana Press
    • ISBN
      9781493986385
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] AI評価に関する財経新聞記事

    • URL

      https://www.zaikei.co.jp/article/20180307/430260.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] AI評価に関する財経新聞記事

    • URL

      https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00463654

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] AI評価に関する財経新聞記事

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/180214_2.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] AI評価に関する財経新聞記事

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-03/ku-hai031418.php

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-02-21  

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