大規模変数次元データの因果構造マイニング手法開発と遺伝子機能関係知識ベースの作成

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19200013
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能情報学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 鷲尾 隆 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00192815)
• 研究分担者: 狩野 裕 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20201436) ; 井元 清哉 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10345027) ; 大原 剛三 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (30294127) ; ターミエ アレックサンドル Universite Joseph Fourier, Laboratoired' Informatique de Grenoble, 助教 (60435823)
• 連携研究者: 猪口 明博 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (70452456) ; 清水 昌平 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10509871) ; 河原 吉伸 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (00514796)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 大規模次元 / 因果推論 / データマイニング / 遺伝子機能 / 知識ベース

研究概要

科学者は多数遺伝子の発現強度変数測定データ(大規模変数次元データ)から、遺伝子発現間の因果関係を把握し、各遺伝子の機能を解き明かそうとする。しかし、人手では数十～数百個もの変数間の因果関係を見出すのは困難である。ところが、最新の計算機データ解析技術でも20～30変数間の因果関係解析しかできない。そこでこ、本研究では新たな統計的因果解析原理を開発し、計算機を用いて数十～数百個の変数間の因果関係を明らかにする手法を確立した。さらに、この手法を用いて科学者が参照可能な遺伝子発現機能関係知識ベースの構築を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Estimation of linear non-Gaussian acyclic models for latent factors (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, P.O. Hoyer, A. Hyvarinen
  • 雑誌名: Neurocomputing Vol.72 ページ: 2024-2027
  • 査読あり
• [雑誌論文] ユークリッド距離の高速高精度推定と範囲問合せへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 城戸健太郎, 桑島洋, 鷲尾隆
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 Vol.50,No.5 ページ: 1493-1505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unraveling dynamic activities of autocrine pathways that control drug-response transcriptome networks (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamada, H. Araki, S. Imoto, M. Nagasaki, A. Doi, Y. Nakanishi, Y. Tomiyasu, K. Yasuda, B. Dunmore, D. Sanders, S. Humphries, C. Print, D.S. Charnock-Jones, K. Tashiro, S. Kuhara, S. Miyano
  • 雑誌名: Pacific Symposium on Biocomputing Vol.14 ページ: 251-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple computation of maximum likelihood estimates in latent class model with equality and constant constraints (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Kano
  • 雑誌名: Communications in Statistics-Simulation and Computation Vol.38,No.3 ページ: 654-665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of Non-Normality in Structural Equation Modeling: Application to Direction of Causation (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, Y. Kano
  • 雑誌名: J. of Statistical Planning and Inference Vol.138 ページ: 3483-3491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling Dynamic Substate Chains among Massive States (2008)
  • 著者名/発表者名: V.P. Nguyen, T. Washio
  • 雑誌名: Intelligent Data Analysis Vol.12,No.3 ページ: 271-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] DryadeParent, An Efficient and Robust Closed Attribute Tree Mining Algorithm (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Termier, M.-C. Rousset, M. Sebag, K. Ohara, T. Washio, Hiroshi Motoda
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Knowledge and Data Eng. Vol.20,No.2 ページ: 300-320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian learning of biological pathways on genomic data assimilation (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshida, M. Nagasaki, R. Yamaguchi, S. Imoto, S. Miyano, T. Higuchi
  • 雑誌名: Bioinformatics Vol.24,No.22 ページ: 592-2601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical inference of transcriptional module-based gene networks from time course gene expression profiles by using state space models (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Hirose, R. Yoshida, S. Imoto, R. Yamaguchi, T. Higuchi, D.S. Charnock-Jones, C. Print, S. Miyano
  • 雑誌名: Bioinformatics Vol.24,No.7 ページ: 932-942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of nonlinear gene regulatory networks via L1 regularized NVAR from time series gene expression data (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kojima, A. Fujita, T. Shimamura, S. Imoto, S. Miyano
  • 雑誌名: Genome Informatics Vol.20 ページ: 37-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finding optimal Bayesian network given a super-structure (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Perrier, S. Imoto, S. Miyano
  • 雑誌名: Journal of Machine Learning Research Vol.9 ページ: 2251-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predicting differences in gene regulatory systems by state space models (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Yamaguchi, S. Imoto, M. Yamauchi, M. Nagasaki, R. Yoshida, T. Shimamura, Y. Hatanaka, K. Ueno, T. Higuchi, N. Gotoh, S. Miyano
  • 雑誌名: Genome Informatics Vol.21 ページ: 101-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Test of independence in a 2 × 2 contingency table with nonignorable nonresponse via constrained EM algorithm (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Kano
  • 雑誌名: Computational Statistics and Data Analysis Vol.52,No.11 ページ: 5229-5241
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Classification Method Based on Subspace Clustering and Association Rules (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Washio, K. Nakanishi, H. Motoda
  • 雑誌名: New Generation Computing Vol.25 ページ: 235-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] グラフマイニングとその統計的モデリングへの応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鷲尾隆, 樋口知之, 井元清哉, 玉田嘉紀, 佐藤健, 元田浩
  • 雑誌名: 予測と発見 Vol.54,No.2 ページ: 315-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finding module-based gene networks with state-space models-Mining high-dimensional and short time-course gene expression data, Special Issue on Signal Processing Methods in Genomics and Proteomics (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Yamaguchi, R. Yoshida, S. Imoto, T. Higuchi, S. Miyano
  • 雑誌名: IEEE Signal Processing Magazine Vol.24,No.1 ページ: 37-46
  • 査読あり
• [学会発表] Submodularity cuts and applicastions (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawahara, K. Nagano, K. Tsuda, J. Bilmes
  • 学会等名: Proc. of NIPS2009: Advances in Neural Information Processing
  • 発表場所: Vancouver (Canada)
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Consistency of penalized risk of boosting methods in binary classification (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, S. Shimizu, Y. Kano
  • 学会等名: In New Trends in Psychometrics, Post Proceedings of IMPS2007: the 15th International and 72nd Annual Meeting of the Psychometric Society
  • 発表場所: Tower Hall Funabori(Tokyo)
  • 年月日: 2009-07-11
• [学会発表] Factor prediction in time series factor analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Kano
  • 学会等名: In New Trends in Psychometrics, Post Proceedings of IMPS2007: the 15th International and 72nd Annual Meeting of the Psychometric Society, Psychometric Society
  • 発表場所: Tower Hall Funabori(Tokyo)
  • 年月日: 2009-07-10
• [学会発表] A direct method for estimating a causal ordering in a linear non-Gaussian acyclic model (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, A. Hyvinen, Y. Kawahara, T. Washio
  • 学会等名: Proc. of UAI2009: 25th Conf. on Uncertainty in Artificial Intelligence, Causality II & Graphical Models
  • 発表場所: Montreal(Canada)
  • 年月日: 2009-06-21
• [学会発表] A Fast Method to Mine Frequent Subsequences from Graph Sequence (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Inokuchi, T. Washio
  • 学会等名: Proc. of ICDM2008: 8th IEEE Int. Conf. on Data Mining
  • 発表場所: Pisa, Italy
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Regression with interval output values (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kashima, K. Yamasaki, A. Inokuchi, H. Saigo
  • 学会等名: Proc. of ICPR2008: 19th International Conference on Pattern Recognition 2008
  • 発表場所: Tampa, Florida (USA)
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Scaling with SEM: The Role of Effect and Causal Indicators (Invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kano
  • 学会等名: IASC2008: the Joint Meeting of 4th World Conference of the IASC and 6th Conference of the Asian Regional Section of the IASC on Computational Statistics & Data Analysis
  • 発表場所: Yokohama(Kanagawa)
  • 年月日: 2008-12-07
• [学会発表] Isomorphism Identification by Using Graph Spectra and Its Application to Graph Mining (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ohara, T. Washio
  • 学会等名: Proc. of IASC2008: the Joint Meeting of 4th World Conf. of the IASC and 6th Conference of the Asian Regional Section of the IASC on Computational Statistics & Data Analysis
  • 発表場所: Yokohama(Kanagawa)
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] AIC for Missing Data (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Kano
  • 学会等名: IASC2008: the Joint Meeting of 4th World Conference of the IASC and 6th Conference of the Asian Regional Section of the IASC on Computational Statistics & Data Analysis
  • 発表場所: Yokohama(Kanagawa)
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Partial order-based Bayesian network learning algorithm for estimating gene networks (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Numata, S. Imoto, S. Miyano
  • 学会等名: Proc. of IEEE Bioinformatics and Biomedicine 2008
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania (USA)
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Feasibility of Graph Sequence Mining based on Admissibility Constraints (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Inokuchi, T. Washio
  • 学会等名: Proc. of 3rd International Workshop on Data-Mining and Statistical Science
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Penalized boosting algorithm for mislabeled data (Invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, S. Shimizu, Y. Kano
  • 学会等名: IMPS2008: the 73rd Annual Meeting of the Psychometric Society
  • 発表場所: Greensboro(USA)
  • 年月日: 2008-06-30
• [学会発表] Test of independence in a 2x2 contingency table with nonignorable nonresponse (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Kano
  • 学会等名: IMPS2008: the 73rd Annual Meeting of the Psychometric Society
  • 発表場所: New Hampshire(USA
  • 年月日: 2008-06-29
• [学会発表] Interval estimations based on normalizing transformations by two approaches (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Konya, S. Shimizu, Y. Kano
  • 学会等名: IMPS2008: the 73rd Annual Meeting of the Psychometric Society
  • 発表場所: New Hampshire(USA)
  • 年月日: 2008-06-29
• [学会発表] Separability of noisy ICA for high dimensional data (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kano
  • 学会等名: HDM2008: International Conference on Multivariate Statistical Modelling & High Dimensional Data Mining
  • 発表場所: Kayseri(Turkey)
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] A Range Query Approach for High Dimensional Euclidean Space Based on EDM Estimation (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kido, H. Kuwajima, T. Washio
  • 学会等名: Proc. of SDM2008: 8th SIAM Int. Conf. on Data Mining
  • 発表場所: Atlanta(USA)
  • 年月日: 2008-04-24
• [学会発表] DIGDAG, a first algorithm to mine closed frequent embedded sub-DAGs (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Termier, Y. Tamada, K. Numata, S. Imoto, T. Washio, Tomoyuki Higuchi
  • 学会等名: Proc. of MLG Workshop 2007, Mining and Learning with Graphs
  • 発表場所: Firenze(Italy)
  • 年月日: 2007-08-02