個別化医療の実現に向けた情報統計力学的理論構築及び手法開発

• 研究課題/領域番号: 18079012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 井上 真郷 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70376953)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円); 2009年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 情報統計力学 / 確率的情報処理 / 個別化医療 / haplotype推定 / 遺伝子-疾患関連 / ゲノム多様性 / ゲノム情報処理 / バイオインフォマティクス / 統計的推測 / ゲノムデータベース / 遺伝診断学

研究概要

一人ひとりの遺伝情報を活用して,診断や予後,副作用の予測精度をより高める個別化医療に必須のhaplotype推定手法について研究した.これは一塩基多型(SNP)データより,被験者の遺伝情報を父・母由来に分離する情報処理技術である.結果,従来法よりも大規模なデータを高精度で推定できる斬新なアルゴリズムを開発し,フリーソフトウエアとして公開した.他にも,情報統計力学的手法を用いた高速な近似推定手法を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] 可変長圧縮基準によるテキストの頻出文字列検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本勇人, 井上真郷
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 109(461) ページ: 485-489
• [雑誌論文] 階層的な記憶パターンを持つ自己相関型連想記憶モデルのPCAによる解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩塚丁二郎, 永田賢二, 福島孝治, 岡田真人, 井上真郷
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 109(461) ページ: 413-418
  • NAID: 110008004336
• [雑誌論文] Grouping preprocess for haplotype inference from SNP and CNV data Journal of Physics (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Shindo, Hiroshi Chigira, Tomoyo Nagaoka, Naoyuki Kamatani, Masato Inoue
  • 雑誌名: Conference Series 197 ページ: 12009-12009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decoding algorithm of low-density parity-check codes based on Bowman-Levin approximation (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Tamura, Miho Komiya, Masato Inoue, Yoshiyuki Kabashima
  • 雑誌名: New Generation Computing 27 ページ: 347-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grouping preprocess for haplotype inference from SNP and CNV data (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Shindo, H.Chigira, T. Nagaoka, N.Kamatani, M.Inoue
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 197 ページ: 12009-12009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2体結合モデルによる統計力学的ハプロタイプ推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕, 井上真郷
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 108(480) ページ: 405-410
  • NAID: 110007324929
• [雑誌論文] Grouping preprocess to accurately extend application of EM algorithm to haplotype inference (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Shindo, Hiroshi Chigira, Junji Tanaka, Naoyuki Kamatani, Masato Inoue
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 53(8) ページ: 747-756
  • NAID: 10021929160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian-Optimal Image Reconstruction for Translational-Symmetric Filters (2008)
  • 著者名/発表者名: Satohiro Tajima, Masato Inoue, Masato Okada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 77(5) ページ: 54803-54803
  • NAID: 110006666017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian-Optimal Image Reconstruction for Translational-Symmetric Filters (2008)
  • 著者名/発表者名: Satohiro Tajima, Masato Inoue, Masato Okada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 77 (5) ページ: 54803-54803
  • NAID: 110006666017
  • 査読あり
• [雑誌論文] 適応的自然勾配法の特異モデル学習への適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西村佳也, 井上真郷
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 108 (101) ページ: 69-73
  • NAID: 10031000586
• [雑誌論文] Grouping preprocess to accurately extend application of EM algorithm to haplotype inference (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shindo, H. Chigira, J. Tanaka, N. Kamatani, M. Inoue
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 53(8) ページ: 747-756
  • NAID: 10021929160
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一次視覚野情報からの画像再構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋口友美, 井上真郷, 岡田真人
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 107(542) ページ: 55-60
  • NAID: 110006783200
• [雑誌論文] LDPC decoding dynamics from a PCA viewpoint (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Hara, Yuta Akira, Eisuke Ishii, Masato Inoue, Masato Okada
  • 雑誌名: Interdisciplinary Information Sciences 13(1) ページ: 43-48
  • NAID: 110006274938
  • 査読あり
• [雑誌論文] LDPC decoding dynamics from a PCA viewpoint (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Hara, Yuta Akira, Eisuke Ishii, Masato lnoue, Masato Okada
  • 雑誌名: Interdisciplinary Information Sciences 13(1) ページ: 43-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis method combining Monte Carlo simulation and principal component analysis - application to Sourlas code (2006)
  • 著者名/発表者名: Masato Inoue, Koji Hukushima, Masato Okada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75(8) ページ: 84003-84003
  • NAID: 110004799201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis method combining Monte Carlo simulation and principal component analysis -- application to Sourlas code (2006)
  • 著者名/発表者名: Masato Inoue, Koji Hukushima, Masato Okada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75(8) ページ: 84003-84003
  • NAID: 110004799201
  • 査読あり
• [雑誌論文] A haplotype inference method based on sparsely connected multi-body Ising model Journal of Physics
  • 著者名/発表者名: Masashi Kato, Qian Ji Gao, Hiroshi Chigira, Hiroyuki Shindo, Masato Inoue
  • 雑誌名: Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 可変長圧縮基準によるテキストの頻出文字列検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本勇人, 井上真郷
  • 学会等名: 電子惰報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 混合ベルヌーイ分布を用いたクラスタリングによる連想記憶モデルの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田賢二. 福島孝治, 塩塚丁二郎, 井上真郷, 岡田真人
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 階層的な記憶パターンを持つ自己相関型連想記憶モデルのPCAによる解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩塚丁二郎, 永田賢二, 福島孝治, 岡田真人, 井上真郷
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] A haplotype inference method based on sparsely connected multi-body Ising model (2010)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kato, Qian Ji Gao, Hiroshi Chigira, Hiroyuki Shindo, Masato Inoue
  • 学会等名: nternational Workshop on Statistical- Mechanical Informatics 2010 (IW-SMI2010)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] A haplotype inference method based on sparsely connected multi-body lsing model (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kato, Q.J.Gao, H.Chigira, H.Shindo, M.Inoue
  • 学会等名: International Workshop on Statistioal-Meohanioal Informatios 2010(IW-SM12010)
  • 発表場所: Kyota
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] 集合演算とEMアルゴリズムによるhaplotype推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上真郷
  • 学会等名: 次世代情報処理における揺らぎと確率
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2010-03-04
• [学会発表] Boltzmannマシンによるhaplotype推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 加藤真志, 進藤裕之, 井上真郷
  • 学会等名: 科研費特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」平成21年度チュートリァル
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] 階層パターンを持つ自己相関型連想記憶モデルのPCAによる解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塩塚丁二郎, 永田賢二, 岡田真人, 井上真郷
  • 学会等名: 第12回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2009)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] 階層パターンを持つ自己相関型連想記憶モデルのPCAによる解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塩塚丁二郎, 永田賢二, 岡田真人, 井上真郷
  • 学会等名: 第12回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2009)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] 混合Bernoulli分布に基づく変分Bayes法による連想記憶モデルの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荒木佑季, 永田賢二, 岡田真人, 井上 真郷
  • 学会等名: 第12回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2009)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] 混合Bernoulli分布に基づく変分Bayes法による連想記憶モデルの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荒木佑季, 永田賢二, 岡田真人, 井上真郷
  • 学会等名: 第12回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2009)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Grouping preprocess for haplotype inference from SNP and CNV data (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Shindo, Hiroshi Chigira, Tomoyo Nagaoka, Naoyuki Kamatani, Masato Inoue
  • 学会等名: International Workshop on Statistical- Mechanical Informatics 2009 (IW-SMI2009)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] Grouping preprocess for haplotype inference from SNP and CNV data (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Shindo, H.Chigira, T.Nagaoka, N.Kamatani, M.Inoue
  • 学会等名: International Workshop on Statistical-Mechanical Informatics 2009(IW-SMI2009)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] SNP及びCNVデータからのHardy-Weinberg平衡を仮定したhaplotype推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕之, 長岡萌代, 鎌谷直之, 井上真郷
  • 学会等名: ハイテクリサーチセンター第1回成果報告シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] Haplotype inference from SNP and CNV data assuming Hardy-Weinberg equilibrium (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Shindo, Hiroshi Chigira, Tomoyo Nagaoka, Naoyuki Kamatani, Masato Inoue
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Biomedical Science and Engineering
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] 2体結合モデルによる統計力学的ハブロタイプ推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕之, 井上真郷
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] 2体結合モデルによる統計力学的ハプロタイプ推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕之, 井上真郷
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 隠れMarkovモデルに基づく交叉率推定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕之, 井上真郷
  • 学会等名: 科研費特定領域研究『情報統計力学の深化と展開」平成20年度研究成果発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Bowman-Levin法を用いたLDPC復号 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田村健一, 小宮美穂, 井上真郷, 樺島 祥介
  • 学会等名: 第11回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2008)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] 一次視覚野情報からの画像再構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋口友美, 井上真郷, 岡田真人
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-12
• [学会発表] Dimension reduction using symmetrical structure-an example of the expectation-maximization (EM) algorithm for haplotype inference (2008)
  • 著者名/発表者名: INOUE Masato
  • 学会等名: Disordered systems group seminar at King's College London, London University (invited seminar)
  • 発表場所: London
  • 年月日: 2008-03-05
• [学会発表] 適応的自然勾配法の特異モデル学習への適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西村佳也, 井上真郷
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] 情報量に基づいた連鎖不平衡指標 (2007)
  • 著者名/発表者名: 千明裕, 進藤裕之, 田中順治, 鎌谷直之, 井上真郷
  • 学会等名: 科研費特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」平成19年度研究成果発表会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-12-19
• [学会発表] haplotype推定における指数関数的計算量を削減するためのグルーピング前処理 (2007)
  • 著者名/発表者名: 進藤裕之, 千明裕, 田中順治, 鎌谷直之, 井上真郷
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第52回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] 畳み込みフィルタ出力を考慮した画像修復 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋口友美, 井上真郷, 岡田真人
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2007-03-20
• [図書] International Workshop on Statisticalmechanical Informatics 2009(Journal of Physics:Conference Series 197) (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Inoue, Shin Ishii, Yoshiyuki Kabashima, Masato Okada (editors)
  • 総ページ数: 244
  • 出版者: IW-SMI 2009
• [図書] lnternational Workshop on Statistical-mechanical Informatics 2009(IW-SMI 2009) (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Inoue, Shin Ishii, Yoshiyuki Kabashima, Masato Okada(editors)
  • 総ページ数: 244
  • 出版者: IOP Publishing
• [備考] ソフトウエア公開HaploBorder (SNPデータよりhaplotypeを推定するフリーソフトウエア)
  • URL: http://www.eb.waseda.ac.jp/m_inoue/downloads/
• [備考] ソフトウエア公開 HaploBorder (SNP データよりhaplotype を推定するソフトウエア)
  • URL: http://www.eb.waseda.ac.jp/m_inoue/downloads/
• [備考] 作成したフリーソフト
  • URL: http://www.eb.waseda.ac.jp/m_inoue/downloads/