| 研究課題/領域番号 |
20K06533
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
葛西 卓磨 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専門技術員 (70446516)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 核磁気共鳴法 / 選択励起パルス / タンパク質 / ベイズ推定 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核磁気共鳴（NMR）法は、タンパク質等生体分子の解明への貢献が期待される一方、高分子量タンパク質を測定する場合や、生細胞中で測定する場合など、磁化の減衰の速さに由来する感度の低さの問題があった。本研究は、従来のNMR法とは異なり、磁化があまり減衰しないよう短い時間で測定を終え、それに伴う解像度の減少を測定法と解析法の工夫で補うことにより、感度の向上を図るものである。補助事業期間中に、方法の開発、高難度タンパク質における実証実験、生物学への応用をおこなう。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、核磁気共鳴（NMR）法において、タンパク質等の多次元相関スペクトルを測定する際、共鳴周波数（化学シフト）情報を得るためのパルスシーケンス中の待ち時間に磁化が緩和してしまうことを原因とする感度の低下を避けるため、選択励起パルスを用いて周波数情報を符号化し、フーリエ変換以外の方法でその情報を復号することを目指すものである。このアイディアを実現するには、情報を効率的に得るために適応的に実験条件を定めることが極めて有効で、この部分の技術開発が実用性に大きく影響を与える。こうした適応的な実験条件最適化は、chemical shift saturation transfer (CEST)実験では、この部分を開発するのみでただちに実用化が可能であることから、CEST実験を題材にして、適応的な実験条件最適化に取り組んだ。今年度は、これまでに開発したCEST実験のフォワードモデルの計算の高速化、繰り返し実験ごとのベイズ推定とそれに基づいて次の実験から得られる情報量の期待値を計算して実験条件を選択する方法の検証を進めた。本法の実証実験および対照実験の結果について、求めたい各パラメータの精度・確度を算出した。また、本法が有効であることを示すため、さまざまな条件におけるシミュレーションを追加した。さらに、本法では、実験条件のスコアとなる目的関数の定義を、研究ごとの興味に応じて変えることで、柔軟に得たい情報が得られる性質があるが、これを示すため、実験の途中で研究者が介入し目的関数を変更することで、確かに得たい情報を優先的に得られるようになることをシミュレーションで確認した。これらの成果をとりまとめ、研究論文の原稿を作成した。
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