糖鎖機能解明のための機械学習モデル開発及び糖鎖プロファイルデータベースの構築

• 研究課題/領域番号: 26330333
• 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: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 創価大学
• 研究代表者: 木下 聖子 創価大学, 理工学部, 教授 (50440235)
• 研究協力者: 細田 正恵 ; 高橋 悠志
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014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: 糖鎖 / アラインメント / ウェブツール / 糖鎖認識タンパク質 / 糖鎖インフォマティクス / マルチプルアラインメント / グライコミクス / 確率モデル / 機械学習 / アルゴリズム

研究成果の概要

糖鎖機能解明のための機械学習モデル開発にあたり、事前に学習するモデルのトポロジーを決定する必要があり、そのため、入力された糖鎖構造のマルチプルアラインメントを行うアルゴリズムを開発することになった。MCAWツールを開発し、これ自体を用いて糖鎖の機能解明が可能であることが明らかになり、MCAWを用いた解析を行うことにした。解析には糖鎖アレイなどの技術から得られた糖鎖と糖鎖を認識するタンパク質間の結合親和性情報を用い、MCAWで解析した結果、文献と一致する結果を得ることができた。今後は解析した結果をデータベース化し、糖鎖のプロファイルを検索可能にする予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Development and application of an algorithm to compute weighted multiple glycan alignments (2017)
  • 著者名/発表者名: Hosoda, M., Akune, Y., & Aoki-Kinoshita, K. F.
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 33 号: 9 ページ: 1317-1323
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btw827
  • 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] Analyzing glycan-binding patterns with the ProfilePSTMM Tool (2015)
  • 著者名/発表者名: Aoki-Kinoshita, KF
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 1273 ページ: 193-202
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2343-4_14
  • ISBN: 9781493923427, 9781493923434
  • 国際共著
• [学会発表] Development of a tool for extracting common glycan patterns recognized by avian influenza A virus (2016)
  • 著者名/発表者名: Masae Hosoda, Kiyoko F. Aoki-Kinoshita
  • 学会等名: Society for Glycobiology
  • 発表場所: 米国ニューオリンズ
  • 年月日: 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis and development MCAW tool for elucidating recognized glycan patterns by glycan binding proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Masae Hosoda, Kiyoko F. Aoki-Kinoshita
  • 学会等名: 6th Warren Workshop 2016
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2016-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] Lectin recognition pattern analysis using MCAW (2014)
  • 著者名/発表者名: 細田正恵、阿久根幸恵、木下聖子
  • 学会等名: Society for Glycobiology
  • 発表場所: ホノルル
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [備考] RINGS: MCAW Tool
  • URL: http://rings.t.soka.ac.jp/cgi-bin/tools/MCAW/mcaw_index.pl
• [備考] MCAW Tool
  • URL: http://rings.t.soka.ac.jp/cgi-bin/tools/MCAW/mcaw_index.pl