| 研究課題/領域番号 |
15K00407
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
内古閑 伸之 中央大学, 理工学部, 助教 (20397483)
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| 研究分担者 |
松崎 由理 東京工業大学, 学内共同利用施設等, 助教 (30572888)
大上 雅史 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (50743209)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 生体生命情報学 / タンパク質間相互作用 / プロファイル / 相互作用ネットワーク |
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| 研究実績の概要 |
「Re-docking法の有効性の検証」では，結合状態および非結合状態のタンパク質立体構造を用いたRe-docking法を利用した計算を行った．比較的大量の計算が必要であるが，結合状態についてはすべて終了したが，非結合状態については現在進行中である．「配列データベースへのインターフェースの開発」については相互作用プロファイルを用いて既知の相互作用部位をデータベース検索するために必要なインターフェースを開発する目的で，MEGADOCK-WEBとよばれる予測結果データベースならびに表示系を実装した統合ウェブインターフェースのプロトタイプを開発した．これにより所望の相互作用予測をインタラクティブに可視化することが可能になるとともに，各種実験情報データベースとの接続も容易に実現可能とした．
「相互作用プロファイルに基づいたドッキングツールの開発」においてはMEGADOCKのソースコードを下地に相互作用プロファイルに沿ったドッキング法を検討した．そこで手始めとして大幅な変更は加えず，ドッキング結果を用いた相互作用プロファイルの作成を一度の実行で可能とするようにソースコードに変更を行った．
また，「相互作用ネットワーク解析による検証」について，細胞走化性に関するタンパク質群についてとくにCheAを中心にドッキング計算を実施した．また「相互作用の探索空間の解析」について，探索空間の特徴の解析を行った．ドッキングベンチマークデータセットにある３つのタンパク質（alpha-chymotripsin，actin，CDK2）について既知の相互作用タンパク質とそれ以外のタンパク質との相互作用表面の特徴が異なることを示し論文を投稿し現在審査中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
「Re-docking法の有効性の検証」については，当初予定していた東京工業大学のクラスタマシンを予算の理由で利用を断念し，現在は遺伝学研究所のクラスタマシンで計算中である．検証に必要なドッキング計算のうち半数以上は終了しており現在，非結合状態のタンパク質立体構造についてRe-docking法を適用している．「配列データベースへのインターフェース開発」については，これまでに開発してきたタンパク質ドッキングツールMEGADOCKによる効率的な相互作用予測法の確立を目的として，本年度はMEGADOCKのインターフェース開発と相互作用予測法の新規手法の開発に取り組みMEGADOCK-WEBと呼ばれる統合ウェブインターフェースのプロトタイプを開発した．一方で当初予定していた既知の相互作用データベースの整備に関しては今後の課題となる．「相互作用プロファイルに基づいたドッキングツールの開発」はMEGADOCKのソースコードの大幅な変更を控えたため実行速度が望めないため実用化にはさらなる工夫が必要である．「相互作用ネットワーク解析による検証」では「Re-docking法の有効性の検証」の結果を用いることで当初の予定を繰り上げて着手した．また，これまで扱ってきた細胞走化性のネットワークに着目することで比較的容易にタンパク質立体構造情報を整理することができて順調に計算が進行中である．「相互作用の探索空間の解析」についてもRe-dockingの計算結果を利用することで，当初の予定を繰り上げて解析を行い，論文を作成し審査中であり，この課題は評価関数に関連した問題なので引き続き解析を行っていく．
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| 今後の研究の推進方策 |
「Re-docking法の有効性の検証」に関しては引き続きドッキング計算を継続し，予定の計算が終わり次第，解析し成果につながていく．「配列データベースへのインターフェース開発」については配列データベースの整備および残基レベルの相互作用プロファイル情報と配列データベースの連携を高めるため，PSI-BLASTの実行およびデータベースアクセスが可能となるインターフェース開発を進める．MEGADOCK-WEBと統合し，遠縁の相互作用情報の可視化を行うことも検討する．「相互作用プロファイルに基づいたドッキングツールの開発」は現在進行中のプログラミングを継続し，高速化を視野に入れた改良をすすめる．「相互作用ネットワーク解析による検証」では今後も大規模なタンパク質間相互作用ネットワークを視野に解析手法の確立を含めて現在進行中の計算結果の解析を行っていく．「相互作用の探索空間の解析」についてはこれまで少数のタンパク質ペアの例において解析を行ってきたが，網羅的な解析を視野にアミノ酸配列情報だけでなく様々な視点から相互作用をとらえて探索空間の解析を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度に予定していた「Re-docking法の有効性の検証」は予算の減額のため当初計画していた有償の東京工業大学のクラスタマシンの利用をせず，遺伝学研究所のクラスタマシンを利用することにした．それに関連して大容量のストレージやPC周辺機器の購入を予定していたが，使用しているクラスタマシンの計算が予定通り進まず購入時期を見極めるため今年度は次年度使用額が生じた．またこの課題に対する成果発表についても遅れが出ており，旅費の支出も見送った．
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| 次年度使用額の使用計画 |
「Re-docking法の有効性の検証」における計算結果を格納する大容量かつ高速のストレージ購入および高速ネットワーク関連機器を購入する予定である．
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