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ウエットGAの生物学実験データの分析に基づく高度並列型進化計算の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26280095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関東京工業大学

研究代表者

山村 雅幸  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00220442)

連携研究者 坂本 健作  独立行政法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター・非天然アミノ酸技術研究チーム, チームリーダー (50240685)
染谷 博司  東海大学, 情報理工学部, 准教授 (00333518)
小宮 健  東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (20396790)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワードウェットGA / 超並列進化計算 / WetTDGA / 分子進化 / NK地形 / 疑似適応度 / パラメータ最適化 / 細胞シミュレーション / パラメーター最適化 / タンパク質工学 / tyrRS / ウェッジGA / 進化計算 / たんぱく質工学 / 最適化 / 高度並列GA / TyrRS
研究成果の概要

生命にアイデアを得た進化計算の応用を通じて培われた探索戦略を、分子上に実装したウェットGA を提案し、タンパク質工学に応用してきた。本研究はこれらの成果を踏まえ、スパイラルの次の段階として計算モデルを洗練化し、実装を試みた。予想したほど並列計算の効率が上がらないという困難が観察された。集団サイズと、最適解を発見するまでの世代数とのトレードオフについて、巡回セールスマン問題と関数最適化問題を用いて、より詳細に調べた。解くべき最適化問題が簡単すぎると、並列度は無駄になることがわかった。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] A model integrating tonic and activated BCR signals to predict the survival of primary B cells2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda, S., Zhou, Y., Wang, Y., Yamamura, M. and Wang, J.-Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 14888-14888

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13993-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gradient Masking is a Type of Overfitting2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagita, Masayuki Yamamura
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Learning and Computing

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 私にもシミュレーションって関係あるの?, 連載 コンピューターは魔法の箱?(1)2017

    • 著者名/発表者名
      安田翔也, 秋川元宏, 山村雅幸
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 550 ページ: 50-52

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] サンプルプログラムを実行してみよう, 連載 コンピューターは魔法の箱?(2)2017

    • 著者名/発表者名
      安田翔也, 秋川元宏, 山村雅幸
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 551 ページ: 44-48

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 拡散現象をシミュレーションしてみよう, 連載 コンピューターは魔法の箱?(3)2017

    • 著者名/発表者名
      秋川元宏, 安田翔也, 山村雅幸
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 552 ページ: 62-64

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] General applicability of synthetic gene-overexpression for cell-type ratio control via reprogramming2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ishimatsu
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: - 号: 9 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1021/sb400102w

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] B細胞の生存を制御するBAFF受容体シグナルの数理解析の試み2017

    • 著者名/発表者名
      Shoya Yasuda, Yang Zhou, Ji-Yang Wang, Masayuki Yamamura
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical modeling of BAFFR-mediated B cell survival signal2017

    • 著者名/発表者名
      Shoya Yasuda, Yang Zhou, Masayuki Yamamura, Ji-Yang Wang
    • 学会等名
      第46回日本免疫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical modeling of intrinsic and extrinsic signals that regulate B cell survival2016

    • 著者名/発表者名
      Shoya Yasuda, Yang Zhou, Yanqing Wang, Masayuki Yamamura, Ji-Yang Wang
    • 学会等名
      第45回日本免疫学会学術集会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 好熱性細菌を対象としたリボソームの立体構造比較2016

    • 著者名/発表者名
      若林優太, 小宮健, 山村雅幸
    • 学会等名
      極限環境生物学会2016年度(第17回)年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳機構の進化過程解明に向けたリボソームの立体構造比較2016

    • 著者名/発表者名
      小宮健, 若林優太, 山村雅幸
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会9.0
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] B細胞の生存を制御する内因性および外因性シグナルの数理解析の試み2016

    • 著者名/発表者名
      Shoya Yasuda, Yang Zhou, Ji-Yang Wang, Masayuki Yamamura
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Construction of an isothermal DNA amplification reaction system for simplified nucleic acid test2016

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, C. Noda, M. Komori, K. Dong, T. Takenaka, T. Enomoto, T. Yoshimura, M. Yamamura
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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