ハイブリッド型最適化によるRNA間相互作用予測

• 研究課題/領域番号: 22700313
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 加藤 有己 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (10511280)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: RNA間相互作用 / RNA2次構造 / キッシングヘアピン / シュードノット / 整数計画法 / RNA-RNA相互作用

研究概要

本研究では、整数計画法と期待精度最大化原理の融合により、RNA間の相互作用予測のための結合2次構造予測法を開発した。さらに、提案手法のアイデアに基づき、単一RNA配列に対してシュードノットと呼ばれる複雑な構造を考慮した2次構造予測法を発表した。いずれも実際のデータ上で性能評価を行った結果、既存の手法と比べて予測精度は同等以上で、実行時間では圧倒的な高速性を実現した。なお、提案手法はWebサーバーに実装して一般公開している。

研究成果

• [雑誌論文] Using binding profiles to predict binding sites of target RNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Unyanee Poolsap, Yuki Kato, Kengo Sato and Tatsuya Akutsu
  • 雑誌名: Journal of Bioinformatics and Computational Biology 巻: vol.9, issue6 ページ: 697-713
  • 査読あり
• [雑誌論文] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Michiaki Hamada, Tatsuya Akutsu and Kiyoshi Asai
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: vol.27, no.13
  • 査読あり
• [雑誌論文] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, Y.Kato, M.Hamada, T.Akutsu, K.Asai
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 27 号: 13 ページ: i85-i93
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btr215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using binding profiles to predict RNA binding sites of target RNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: U.Poolsap, Y.Kato, K.Sato, T.Akutsu
  • 雑誌名: Tournal of Bioinformatics and Computational Biology 巻: 9 号: 06 ページ: 697-713
  • DOI: 10.1142/s0219720011005628
  • 査読あり
• [雑誌論文] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: vol.26, no.18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branch-and-bound algorithms for enumerating treelike chemical graphs with given path frequency using detachment-cut (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ishida, Yuki Kato, Liang Zhao, Hiroshi Nagamochi and Tatsuya Akutsu
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: vol.50, no.5 ページ: 934-946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branch-and-bound algorithms for enumerating treelike chemical graphs with given path frequency using detachment-cut (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ishida
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: 50 ページ: 934-946
  • 査読あり
• [雑誌論文] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 26
  • 査読あり
• [学会発表] 双対分解によるRNA構造アラインメント (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健吾, 加藤有己, 阿久津達也, 浅井潔, 榊原康文
  • 学会等名: 第28回情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Rtips : fast and accurate tools for RNA 2D structure prediction using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu and Kiyoshi Asai
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Simultaneous aligning and folding of RNA sequences by dual decomposition (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu, Kiyoshi Asai and Yasubumi Sakakibara
  • 学会等名: CBI/JSBi2011合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Rtips : fast and accurate tools for RNA 2D structure prediction using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: CBI/JSBi2011合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Rtips : fast and accurate tools for RNA 2D structure prediction using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: ICR Symposium to Celebrate the Bioinformatics Center's 10 Year Anniversary and New Restructuring
  • 発表場所: 京都府宇治市
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 複雑なRNA2次構造予測のための高速計算ソフトウェアの開発と今後の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤有己
  • 学会等名: 次世代バイオインフォマティクス研究会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] 複雑なRNA2次構造予測のための高速計算ソフトウェアの開発と今後の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤有己
  • 学会等名: 次世代バイオインフォマティクス研究会
  • 発表場所: 北海道札幌市(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Michiaki Hamada, Tatsuya Akutsu and Kiyoshi Asai
  • 学会等名: 19th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and 10th European Conference on Computational Biology(ISMB/ECCB2011)
  • 発表場所: オーストリアウィーン
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato
  • 学会等名: 19th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and 10th European Conference on Computational Biology (ISMB/ECCB2011)
  • 発表場所: オーストリア ウィーン
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Michiaki Hamada, Tatsuya Akutsu and Kiyoshi Asai
  • 学会等名: Society(RNA2011)
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato
  • 学会等名: Sixteenth Annual Meeting of the RNA Society (RNA2011)
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: Sixteenth Annual Meeting of the RNA Society(RNA2011)
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 学会等名: Sixteenth Annual Meeting of the RNA Society (RNA2011)
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] A grammar-based approach to RNA pseudoknotted structure prediction for aligned sequences (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuyoshi Mizoguchi, Yuki Kato and Hiroyuki Seki
  • 学会等名: 1st IEEE International Conference on Computational Advances in Bio and medical Sciences(ICCABS2011)
  • 発表場所: アメリカ合衆国オーランド
  • 年月日: 2011-02-03
• [学会発表] A grammar-based approach to RNA pseudoknotted structure prediction for aligned sequences (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuyoshi Mizoguchi
  • 学会等名: The 1st IEEE International Conference on Computational Advances in Bio and medical Sciences (ICCABS2011)
  • 発表場所: アメリカ(オーランド)
  • 年月日: 2011-02-03
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: 9th European Conference on Computational Biology(ECCB2010)
  • 発表場所: ベルギーゲント
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu and Kiyoshi Asai
  • 学会等名: 9th European Conference on Computational Biology(ECCB2010)
  • 発表場所: ベルギーゲント
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] IPknot : fast and accurate prediction of RNA secondary structures with pseudoknots using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Kengo Sato
  • 学会等名: 9th European Conference on Computational Biology (ECCB2010)
  • 発表場所: ベルギー(ゲント)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 学会等名: 9th European Conference on Computational Biology (ECCB2010)
  • 発表場所: ベルギー(ゲント)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: Computational Biology Research Center Workshop 2010(CBRC2010)
  • 発表場所: 東京都江東区
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 期待精度最大化に基づくRNAシュードノット予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健吾, 加藤有己, 阿久津達也, 浅井潔
  • 学会等名: 第22回情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 東京都江東区
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 期待精度最大化に基づくRNAシュードノット予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健吾
  • 学会等名: 情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 東京(港区)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 学会等名: Computational Biology Research Center Workshop 2010 (CBRC2010)
  • 発表場所: 東京(港区)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: 18th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology(ISMB2010)
  • 発表場所: アメリカ合衆国ボストン
  • 年月日: 2010-07-11
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 学会等名: 18th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2010)
  • 発表場所: アメリカ(ボストン)
  • 年月日: 2010-07-11
• [学会発表] RactIP : fast and accurate prediction of RNA-RNA interaction using integer programming (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Kengo Sato, Michiaki Hamada, Yoshihide Watanabe, Kiyoshi Asai and Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: 第21回情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 沖縄県中頭郡西原町
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] RNA-RNA interaction prediction using integer programming with threshold cut (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato
  • 学会等名: 情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 沖縄(琉球大学)
  • 年月日: 2010-06-19
• [図書] 二次構造に基づくRNA配列解析ソフトウェアの進展 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤有己
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学増刊号、使えるデータベース・ウェブツール、第4章第8節「二次構造に基づくRNA配列解析ソフトウェアの進展」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤有己
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://rna.naist.jp/
• [備考]
  • URL: http://rna.naist.jp/
• [備考]
  • URL: http://rna.naist.jp/ractip/