データベースを有効活用した学習型ＮＭＲシグナル自動解析システムの開発

• 研究課題/領域番号: 22570116
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小林 直宏 大阪大学, たんぱく質研究所, 研究員 (80272160)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: NMR / データベース / シグナル帰属 / 自動化 / 機械学習 / シグナル / 帰属 / GPU / 学習型 / 最適化

研究概要

タンパク質の核磁気共鳴（ＮＭＲ）による解析は生体高分子の構造に関する情報に加え、リガンド相互作用、動的状態など創薬に関する重要な情報を与える。本研究課題ではＮＭＲシグナルの解析を全自動化するプログラム群を開発する。当初の目標としていた自動的なNMR主鎖シグナルの連鎖帰属を実用的な精度で実行できる性能を実現した。本研究課題の研究開発過程で、NMR構造と化学シフト値との整合性の定量的な評価について、およびNMR構造の重ね合わせ自動化について２報の論文を国際誌に発表できた。開発されたプログラムは統合解析プラットフォームに搭載し、すでに大阪大学蛋白質研究所のホームページよりデモバージョンを公開した。

研究成果

• [雑誌論文] A robust method for quantitative identification of ordered cores in an ensemble of biomolecular structures by non-linear multi-dimensional scaling using inter-atomic distance variance matrix (2014)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 58巻 号: 1 ページ: 61-67
  • DOI: 10.1007/s10858-013-9805-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1H, 13C, and 15N resonance assignments of the dsRBDs of mouse RNA helicase A (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagata T, Kengo Tsuda, Naohiro Kobayashi, Peter Guntert, Shigeyuki Yokoyama, and Yutaka Muto
  • 雑誌名: Biomolecular NMR Assignment 巻: 7巻 号: 1 ページ: 69-72
  • DOI: 10.1007/s12104-012-9380-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] ビッグデータ時代の生体高分子NMRデータベース、BioMagResBank (BMRB)その有効利用とわが国における現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 雑誌名: 日本核磁気共鳴学会機関誌 巻: 58巻 ページ: 121-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] ビッグデータ時代の生体高分子ＮＭＲデータベース、BioMagResBank (BMRB) その有効利用とわが国における現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 雑誌名: 日本核磁気共鳴学会機関誌 巻: 4 ページ: 121-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure of the Splicing Factor Motif (SFM) of the human Prp18 protein (2012)
  • 著者名/発表者名: He, F., Inoue, M., Kigawa, T., Takahashi, M., Kuwasako, K., Tsuda, K., Kobayashi, N., Terada, T., Shirouzu, M., Tanaka, A., Sugano, S., Guntert, P., Yokoyama, S., Muto, Y.
  • 雑誌名: Proteins 巻: 80 号: 3 ページ: 968-974
  • DOI: 10.1002/prot.24003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Musashi1 in a complex with target RNA : The role of aromatic stacking interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohyama, T., Nagata, T., Tsuda, K., Kobayashi, N., Imai, T., Okano, H., Yamazaki, T. and Katahira, M
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 10 号: 7 ページ: 3218-3231
  • DOI: 10.1093/nar/gkr1139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structures of the double-stranded RNA-binding domains from rna helicase A (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagata, Kengo Tsuda, Naohiro Kobayashi, Mikako Shirouzu, Takanori, Kigawa, Peter Guntert, Shigeyuki Yokoyama, and Yutaka Muto
  • 雑誌名: Proteins 巻: 80巻 号: 6 ページ: 1699-1706
  • DOI: 10.1002/prot.24059
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR study of xenotropic murine leukemia virus-related virus protease in a complex with amprenavir (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayako Furukawa, Hideyasu Okamura, Ryo Morishita, Satoko Matsunaga, Naohiro Kobayashi, Takahisa Ikegami, Tsutomu Kodaki, Akifumi Takaori-Kondo, Ryo Akihide, Takashi Nagata, Masato Katahira
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 24巻 号: 2 ページ: 284-289
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.083
  • NAID: 120004873605
  • 査読あり
• [雑誌論文] An automated system designed for large scale NMR data deposition and annotation : Application to over 600 assigned chemical shift data entries to the BioMagResBank from the RIKEN Structural Genomics/Proteomics Initiative internal database (2012)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi, Yoko Harano, Naoya Tochio, Eiichi Nakatani, Takanori Kigawa, Shigeyuki Yokoyama, Steven Mading, Eldon L. Ulrich, John L. Markley, Hideo Akutsu and Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 53巻 号: 4 ページ: 311-320
  • DOI: 10.1007/s10858-012-9641-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insight into the interaction of ADP-ribose with the PARP WWE domains (2012)
  • 著者名/発表者名: Fahu He, Kengo Tsuda, Mari Takahashi, Keiko Kuwasako, Takako Terada, Mikako Shirouzu, Satoru Watanabe, Takanori Kigawa, Naohiro Kobayashi, Peter Guntert, Shigeyuki Yokoyama, Yutaka Muto
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 586巻 号: 21 ページ: 3858-3864
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.09.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] The NMR structure of FliK, the trigger for the switch of substrate specificity in the flagellar type III secretion appratus (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Mizuno, H.Amida, N.Kobayashi, S.Aizawa, S.Tate
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 巻: 409 号: 4 ページ: 558-573
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the dual RNA-recognition modes of human Tra2-β RRM (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuda, K., Someya, T., Kuwasako, K., Takahashi, M., Fahu, H., Inoue, M., Harada, T., Watanabe, S., Terada, T., Kobayashi, N., Shirouzu, M., Kigawa, T., Tanaka, A., Sugano, S., Guntert, P., Yokoyama, S., Muto, Y.
  • 雑誌名: Nucl.Acids Res. 巻: 39(4) 号: 4 ページ: 1538-1553
  • DOI: 10.1093/nar/gkq854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of the first and second double-stranded RNA-binding domains of human TAR RNA-binding protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Seisuke Yamashita
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 20 ページ: 118-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the dual RNA-recognition modes of human Tra2-β RRM (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Tsuda
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 39 ページ: 1538-1553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Insight into the Zinc Finger CW Domain as a Histone Modification Reader (2011)
  • 著者名/発表者名: Fahu He
  • 雑誌名: Structure 巻: 18 ページ: 1127-1139
  • 査読あり
• [学会発表] 転写因子AML1に対して複数の結合部位を持つ高親和性RNAアプタマーの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野亮,野村祐介,永田崇,小林直宏,森瑶子,福永淳一,田中陽一郎,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] Multi-site binding of high affinity aptamer against AML1 Runt domain (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野亮,野村祐介,永田崇,小林直宏,森瑶子,福永淳一,田中陽一郎,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
  • 学会等名: 第40回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田崇,白川貴恵,小林直宏,始平堂弘和,片平正人,堀澤健一,土居信英,柳川弘志
  • 学会等名: 第52回NMR討論会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2013-11-12
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Structural Genomics 2013
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2013-07-29
• [学会発表] IVV法により取得した高選択的MDM2結合ペプチドによる MDM2: p53結合阻害の構造基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇，白川貴恵，小林直宏，始平堂弘和，片平正人，堀澤健一，土居信英，柳川弘志
  • 学会等名: 第52回NMR討論会
  • 発表場所: 金沢市
• [学会発表] 化学シフトデータベースを利用した高精度なNMR構造評価システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 第51回NMR討論会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] 仮想化技術を用いたNMRデータの統合的解析環境 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] 仮想化技術を活用した生体高分子の解析研究のすすめ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 第12回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 招待講演
• [学会発表] 仮想化技術による生体高分子NMR解析環境およびBMRBデータベースサーバーの統合化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: トーゴーの日シンポジウム2012
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] New server systems based on virtual computing for the database BMRB and MagRO-Tools for NMR analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Noahiro Kobayashi
  • 学会等名: 第50回NMR討論会記念国際シンポジウムISMAR2011
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] MagRO-Assign : A Tool for Automated Sequence Specific Assignment of Chemical Shifts for NMR Signals of Protein Backbone (2011)
  • 著者名/発表者名: Noahiro Kobayashi
  • 学会等名: EUROMAE2011
  • 発表場所: フランクフルト(ドイツ)
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] NMRデータと構造アンサンブル、解析手法の基礎と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識と機能発現」第二回若手育成講習会
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所(大阪)(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] New server systems based on virtual computing for the database BMRB and MagRO-Tools for NMR analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi, Takeshi Iwata, Yoko Harano, Chojiro Kojima, Haruki Nakamura, Toshimichi Fujiwara
  • 学会等名: 第50回記念NMR討論会国際シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] MagRO-Assign : a tool for automated sequence specific assignment of chemical shifts for NMR signals of protein backbone (2011)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi, Ayako Furukawa, Soichiro Kitazawa, Takashi Nagata, Ryo Kitahara, Masato Katahira and Toshimichi Fujiwara
  • 学会等名: EUROMAR2011
  • 発表場所: Frankfurt (Germany)
• [学会発表] オントロジー工学を利用したNMRデータ解析、評価およびデータベース登録を支援するツール、MagROシステムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 第49回NMR討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] A molecular viewer and tools for analysis and validation of NMR data and structure ensembles (2010)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kobayashi
  • 学会等名: XXIVth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems (ICMRBS)
  • 発表場所: Cairns convention centre (Australia)
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 新しいデータ構造、データ評価法、自動解析技術によるNMR解析ツール群の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林直宏
  • 学会等名: 蛋白研セミナー「実験と計算機科学で解明する蛋白質機能構造」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所(大阪)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-29
• [備考]
  • URL: http://bmrbdep.protein.osaka-u.ac.jp/en/nmrtoolbox/
• [備考] SPARTA Validation tool
  • URL: http://bmrbdep.pdbj.org/en/nmrtoolbox/sparta_validation_tool.html
• [備考] MagRO-NMRView
  • URL: http://bmrbdep.pdbj.org/en/nmrtoolbox/magro_nmrview.html
• [備考] FitRobot
  • URL: http://bmrbdep.pdbj.org/en/nmrtoolbox/fit_robot.html