• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

ベイズ統計と量子化学を基盤とする新薬候補分子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15H02672
研究機関統計数理研究所

研究代表者

吉田 亮  統計数理研究所, データ科学研究系, 教授 (70401263)

研究分担者 本郷 研太  北陸先端科学技術大学院大学, 情報社会基盤研究センター, 准教授 (60405040)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードベイズ推論 / 量子化学 / 分子設計 / 創薬 / シミュレーション
研究実績の概要

所望の物性を有する新規分子の予測を行う機械学習アルゴリズムを開発した.解析手法の概要は,以下の通りである:(1)実験や第一原理計算等のシミュレーションから抽出した構造物性相関データに機械学習のアルゴリズムを適用し,物質の構造から物性の順方向モデルを構築する.(2)ステップ(1)の順方向のモデルにベイズ則を適用し,物性から構造の逆方向のモデルを導く.(3)言語モデルを用いて訓練した化学構造の生成モデルを準備する.(4)ステップ(3)の生成モデルを用いてモンテカルロ計算で逆方向モデルから仮説物質を発生し,所望の物性を有する仮想物質を設計する.また,当該手法を実装したR言語・Pythonのパッケージを下記URLにて公開している.
iQSPR: https://github.com/GLambard/inverse-molecular-design
XenonPy: https://xenonpy.readthedocs.io/en/stable/index.html

本技術を用いることで,任意の物性をターゲットに大量かつ高品質の候補物質ライブラリを作製できるようになった.さらに,他のプロジェクトで開発している逆合成経路探索アルゴリズムや第一原理計算を導入すれば,設計された候補物質の物性検証,合成経路のプランニングまでの工程を自動化できる.さらに,合成・分析との循環系を構築できれば,将来的に短期間で大量の埋蔵物質を発掘できる可能性がある.また,本課題の直接的な成果には含まれないが,JSTイノベーションハブ構築支援事業「情報統合型物質・材料開発イニシアティブ」において高熱伝導性高分子の開発等に本技術を投入しており,実証研究も進展している.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] マテリアルズ・インフォマティクス概説2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 亮, 山田 寛尚, Chang Liu, Zhongliang Guo, Stephen Wu
    • 雑誌名

      日本化学会情報化学部会誌

      巻: 36 ページ: 9-13

    • DOI

      https://doi.org/10.11546/cicsj.36.9

  • [学会発表] マテリアルズインフォマティクスの最前線2019

    • 著者名/発表者名
      吉田亮
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子データベース・機械学習を活用した高機能高分子材料の設計及び合成2019

    • 著者名/発表者名
      吉田亮
    • 学会等名
      高分子学会講演会「高分子開発におけるMI・AI・計算科学からのアプローチ」
    • 招待講演
  • [学会発表] マテリアルズインフォマティクスの現状と展望:データサイエンスの視点から2019

    • 著者名/発表者名
      吉田亮
    • 学会等名
      nano tech 2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning for Accelerated Materials Discovery2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoshida
    • 学会等名
      ICMMA2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Accelerated Materials Discovery Powered by Machine Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoshida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontiers of Applied Bayesian Inference2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoshida
    • 学会等名
      The 10th MEI3 Center International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Materials Informatics: State-of-the-Art and Future Perspectives2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoshida
    • 学会等名
      6th International IBM Cloud Academy Conference 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マテリアルズインフォマティクスの最前線2018

    • 著者名/発表者名
      吉田亮
    • 学会等名
      日本金属学会 2018 年秋期(第163回)講演大会
    • 招待講演
  • [備考] マテリアルズインフォマティクス Python ライブラリ:XenonPy

    • URL

      https://xenonpy.readthedocs.io/en/stable/index.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi