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2017 年度 実施状況報告書

テンソル分解を用いた教師なし学習による変数選択のバイオインフォマティクスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00417
研究機関中央大学

研究代表者

田口 善弘  中央大学, 理工学部, 教授 (30206932)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードマルチビューデータ / マルチオミックス / 心的外傷後ストレス障害 / 心臓病 / AI創薬
研究実績の概要

平成29年度はテンソル分解を用いた教師無し学習を用いた変数選択法を用いて、マルチビューデータ解析を行う方法を提案した。この方法では複数個のテンソルの積から新しいテンソルを作成し、このテンソルをタッカー分解するという方法で、通常のマルチビューデータ解析には欠かせない、ここのビューの重みづけ評価をすることなく解析することが可能であることを、人工データ、及び、数々の遺伝子発店プロファイルや、エピジェネティックプロファイルの統合解析で可能にした。タッカー分解の実際のアルゴリズムには高次元特異値分解法が有効であることが分かった。
この方法を用いて、マルチオミックスデータ解析を行った。用いたデータはDBTSSからえた、RNA-seq,TSS-seq及びヒストンのアセチル化のデータセットである。
更に、遺伝子発現プロファイルからAI創薬を行う方法を提案し、Gene Expression Omnibusにある遺伝子発現プロファイルと、DrugMatrixにあるデータをくみあわせることで実際にAI創薬を行った。
対象となった疾患は以下のとおりである。・心臓疾患 ・血友病 ・心的外傷後ストレス障害 ・糖尿病 ・腎臓がん ・肝硬変 また、これとは別に、テンソル分解を用いた教師無し学習を用いた変数選択法を直接マルチオミックスデータに適応し、遺伝子選択を行うと共に、心的外傷後ストレス障害由来の心臓病の原因遺伝子の推定を行った。また、これらの遺伝子についていろいろな種類のエンリッチメントサーバを用いて評価を行い、良好な結果を得た。

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

原著論文を3報、国際会議論文を1報刊行し、順調に成果をあげている。

今後の研究の推進方策

現在、この方法をさらに以下のような課題に用いる予定である。
・miRNAトランスフェクションの普遍的な、配列非特異的な遺伝子発現制御
・社会層昆虫のカースト形成

次年度使用額が生じた理由

論文の刊行が遅れたため論文掲載料の執行が遅れた。次年度発表分の論文の掲載料に充てる予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Tensor decomposition-based unsupervised feature extraction applied to matrix products for multi-view data processing2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Y-h.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 ページ: e0183933

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0183933

  • [雑誌論文] Genetic Association between Amyotrophic Lateral Sclerosis and Cancer2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Y-h.、Wang Hsiuying
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 8 ページ: 243~243

    • DOI

      10.3390/genes8100243

  • [雑誌論文] One-class Differential Expression Analysis using Tensor Decomposition-based Unsupervised Feature Extraction Applied to Integrated Analysis of Multiple Omics Data from 26 Lung Adenocarcinoma Cell Lines2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Y-h.
    • 雑誌名

      BIBE2017

      巻: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1109/bibe.2017.00-66

  • [雑誌論文] Identification of candidate drugs using tensor-decomposition-based unsupervised feature extraction in integrated analysis of gene expression between diseases and DrugMatrix datasets2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Y.-h.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 13733

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13003-0

  • [雑誌論文] Tensor decomposition-based unsupervised feature extraction identifies candidate genes that induce post-traumatic stress disorder-mediated heart diseases2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Y.-H.
    • 雑誌名

      BMC Medical Genomics

      巻: 10 ページ: 67

    • DOI

      10.1186/s12920-017-0302-1

  • [学会発表] テンソル分解に基づく1クラスの示差的発現解析による26の肺腺癌細胞株からの複数のオミックスデータの統合解析への適用2018

    • 著者名/発表者名
      田口善弘
    • 学会等名
      情報処理学会第53回BIO研究発表会
  • [学会発表] マイクロRNAのパスウェイ解析システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      樋口 千洋, 田口善弘
    • 学会等名
      情報処理学会第53回BIO研究発表会
  • [学会発表] Tensor decomposition/principal component analysis based unsupervised feature extraction applied to brain gene expression and methylation profiles of social insects with multiple castes2018

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      The Sixteenth Asia Pacific Bioinformatics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 主成分分析を用いた教師なし学習による変数選択のデング出血熱患者血液遺伝子発現プロファイル解析への応用2017

    • 著者名/発表者名
      田口善弘
    • 学会等名
      情報処理学会第113回MPS・第50回BIO合同研究発表会
  • [学会発表] テンソル分解を用いた教師なし学習による心的外傷後ストレス障害由来の心臓病原因遺伝子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田口善弘
    • 学会等名
      情報処理学会第51回BIO研究発表会
  • [学会発表] 主成分分析を用いた教師なし学習による筋萎縮性側索硬化症とがんの遺伝的関連性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      田口善弘、王 秀瑛
    • 学会等名
      情報処理学会第52回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] Tensor decomposition-based unsupervised feature extraction identifies candidate genes that induce post-traumatic stress disorder-mediated heart diseases2017

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Bioinformatics
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensor Decomposition based Unsupervised Feature Extraction Identified universal nature of Sequence-non-specific Off-target Regulation of mRNA Mediated by microRNA Transfection2017

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Genome Informatics
    • 国際学会
  • [学会発表] One-class Differential Expression Analysis using Tensor Decomposition-based Unsupervised Feature Extraction Applied to Integrated Analysis of Multiple Omics Data from 26 Lung Adenocarcinoma Cell Lines2017

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      2017 IEEE 17th International Conference on Bioinformatics and Bioengineering
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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