タンパク質部分構造のモデル化による相互作用予測法

• 研究課題/領域番号: 24500361
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 林田 守広 京都大学, 化学研究所, 助教 (40402929)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 条件付き確率場 / タンパク質RNA複合体 / タンパク質複合体 / SIFT特徴量 / タンパク質相互作用強度 / オンライン学習 / 中央文字列 / 中心文字列 / 整数計画法 / タンパク質立体構造 / SIFT / SURF / カーネル関数 / サポートベクトルマシン / 正則化 / タンパク質RNA相互作用 / 生体生命情報学 / アルゴリズム / タンパク質 / 機械学習

研究成果の概要

タンパク質の機能を知るために立体構造の理解が有用である．立体構造の類似度を測る指標として画像認識に使用されるSIFT局所特徴量記述子を利用した結果，これまで開発してきた画像圧縮による指標よりも優れていることを確認した．さらにタンパク質アミノ酸残基とRNA塩基との相互作用を予測するための条件付き確率場による新たなモデルを提案した．またタンパク質ヘテロ二量体，三量体を予測する，既存手法よりも極めて高精度な手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Enumeration method for tree-like chemical compounds with benzene rings and naphthalene rings by breadth-first search order (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Jindalertudomdee, M. Hayashida, Y. Zhao, T. Akutsu
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 17 号: 1 ページ: 113-113
  • DOI: 10.1186/s12859-016-0962-4
  • NAID: 120005822781
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Grammar-based compression approach to extraction of common rules among multiple trees of glycans and RNAs (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhao, M. Hayashida, Y. Cao, J. Hwang, T. Akutsu
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 16 号: 1 ページ: 128-128
  • DOI: 10.1186/s12859-015-0558-4
  • NAID: 120005749951
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Parallelization of enumerating tree-like chemical compounds by breadth-first search order (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hayashida, J. Jindalertudomdee, Y. Zhao, T. Akutsu
  • 雑誌名: BMC Medical Genomics 巻: 8 (Suppl 2) 号: S2
  • DOI: 10.1186/1755-8794-8-s2-s15
  • NAID: 120005947140
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prediction of Protein-protein Interaction Strength Using Domain Features with Supervised Regression (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamada, M., Sakuma, Y., Hayashida, M., Akutsu, T.
  • 雑誌名: The Scientific World Journal 巻: 2014 ページ: 240673-240673
  • DOI: 10.1155/2014/240673
  • NAID: 120005462601
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proteome Compression via Protein Domain Compositions (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Ruan, P., Akutsu, T.
  • 雑誌名: Methods 巻: 67 号: 3 ページ: 380-385
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.01.012
  • NAID: 120005466444
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prediction of heterodimeric protein complexes from weighted protein-protein interaction networks using novel features and kernel functions (2013)
  • 著者名/発表者名: Peiying Ruan, Morihiro Hayashida, Osamu Maruyama, Tatsuya Akutsu
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 6 ページ: e65265-e65265
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0065265
  • NAID: 120005296009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of protein-RNA residue-base contacts using two-dimensional conditional random field with the lasso (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Kamada, M., Song, J., Akutsu, T.
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 7 号: Suppl 2 ページ: S15-S15
  • DOI: 10.1186/1752-0509-7-s2-s15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of heterotrimeric protein complexes by two-phase learning using neighboring kernels (2013)
  • 著者名/発表者名: Ruan, P., Hayashida, M., Maruyama, O., Akutsu, T.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 15 号: S2
  • DOI: 10.1186/1471-2105-15-s2-s6
  • NAID: 120005372925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survival analysis by penalized regression and matrix factorization (2013)
  • 著者名/発表者名: Yeuntyng Lai, Morihiro Hayashida, Tatsuya Akutsu
  • 雑誌名: The Scientific World Journal 巻: 2013 号: 1 ページ: 632030-632030
  • DOI: 10.1155/2013/632030
  • NAID: 120005289846
  • 査読あり
• [学会発表] Integer linear programming approach to median and center strings for a probability distribution on a set of strings (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Koyano, H.
  • 学会等名: The 7th International Conference on Bioinformatics Models, Methods and Algorithms
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2016-02-21
  • 国際学会
• [学会発表] Online learning approach to prediction of protein-protein interaction strengths (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Kamada, M., Koyano, H.
  • 学会等名: The 9th International Conference on Systems Biology
  • 発表場所: Luoyang, China
  • 年月日: 2015-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] Measuring the Similarity of Protein Structures Using Image Local Feature Descriptors SIFT and SURF (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Koyano, H., Akutsu, T.
  • 学会等名: The 8th International Conference on Systems Biology
  • 発表場所: Qingdao, China
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-27
• [学会発表] Parallelization of Enumerating Tree-like Chemical Compounds by Breadth-first Search Order (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Jindalertudomdee, J., Zhao, Y., Akutsu, T.
  • 学会等名: The 8th International Conference on Systems Biology
  • 発表場所: Qingdao, China
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-27
• [学会発表] Predicting protein-RNA residue-base contacts using two-dimensional conditional random field (2012)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Hayashida, Mayumi Kamada, Jiangning Song, Tatsuya Akutsu
  • 学会等名: 2012 IEEE Conference on Systems Biology
  • 発表場所: Xi'an, China
• [学会発表] Inferring strengths of protein-protein interactions using support vector regression
  • 著者名/発表者名: Sakuma, Y., Kamada, M., Hayashida, M., Akutsu, T.
  • 学会等名: The 2013 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications
  • 発表場所: Las Vegas, USA
• [学会発表] Proteome compression via protein domain compositions
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Ruan, P., Akutsu, T.
  • 学会等名: 2013 IEEE Conference on Systems Biology
  • 発表場所: Huangshan, China
• [学会発表] Prediction of heterotrimeric protein complexes by two-phase learning using neighboring kernels
  • 著者名/発表者名: Ruan, P., Hayashida, M., Maruyama, O., Akutsu, T.
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Bioinformatics Conference
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] Study on weight of protein-protein interaction network for prediction of heterodimers
  • 著者名/発表者名: Ruan, P., Hayashida, M., Akutsu, T.
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学