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2009 年度 実績報告書

形式文法に基づくRNAタンパク質相互作用予測

研究課題

研究課題/領域番号 20800023
研究機関京都大学

研究代表者

加藤 有己  京都大学, 化学研究所, 研究員(科学研究) (10511280)

キーワードRNA2次構造 / RNA-RNA相互作用 / 動的計画法 / RNAタンパク質相互作用
研究概要

近年、遺伝子の転写後調節や触媒としての役割を担うRNAの構造と機能の解明のため、計算機や実験的解析に基づく様々なRNA解析手法が提案されている。生体内ではRNAのみならずタンパク質も折り畳み構造をとり、多くのRNAはタンパク質と結合することで機能を発現することが知られている。その意味で、RNAとタンパク質の相互作用を数学的にモデル化し、精度の良い予測法を開発することは重要な課題である。平成20年度では、形式文法でRNAとタンパク質の相互作用を複雑な構造レベルで完全にモデル化すると、計算量オーダーが高くなって実際の構造予測には不向きであることを示した。これは両方の配列をアルゴリズムに入力して同時に構造を予測することには大きな負荷がかかることを示唆している。そこで、平成21年度では視点を変え、構造予測の対象をRNA配列のみに限定し、相互作用する相手(タンパク質など)はプロファイルという形で情報を縮退させることを考えた。この考え方は新規標的の発見に応用可能である。まず、RNA・RNA相互作用予測に向けて、相互作用することが知られているRNAの結合部位の情報をもとにプロファイルを作成し、2次構造予測の動的計画法の漸化式に組み込むことで、入力配列の長さの3乗時間の予測法を開発した。また、提案手法を用いて、特定のRNAの推測標的RNAをいくつか示唆した。残念ながら平成21年度中に、タンパク質のプロファイルを作成してRNA配列におけるタンパク質結合部位予測の計算機実験を行えなかったが、このプロファイルに基づく予測手法が、実用的なRNAタンパク質相互作用予測への十分な基盤を与えるものと期待される。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] A grammatical approach to RNA-RNA interaction prediction2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato
    • 雑誌名

      Pattern Recognition 42

      ページ: 531-538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic programming algorithms and grammatical modeling for protein beta-sheet prediction2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato
    • 雑誌名

      Journal of Computational Biology 16

      ページ: 945-957

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic programming algorithms for RNA structure prediction with binding sites2010

    • 著者名/発表者名
      Unyanee Poolsap, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu
    • 学会等名
      The Fifteenth Pacific Symposium on Biocomputing (PSB2010)
    • 発表場所
      ハワイ
    • 年月日
      2010-01-07
  • [学会発表] Pairwise RNA pseudoknotted structure prediction based on stochastic grammar2009

    • 著者名/発表者名
      Nobuyoshi Mizoguchi, Yuki Kato, Hiroyuki Seki
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Genome Informatics (GIW2009)
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2009-12-15
  • [学会発表] Dynamic programming algorithms for RNA structure prediction with binding sites2009

    • 著者名/発表者名
      Unyanee Poolsap, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Genome Informatics (GIW2009)
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2009-12-14
  • [学会発表] Prediction of interacting RNA secondary structures including binding sites2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato
    • 学会等名
      International Workshop on Computational methods for RNA analysis
    • 発表場所
      スペイン
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] RNA pseudoknot prediction based on integer programming2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato
    • 学会等名
      International Workshop on Computational methods for RNA analysis
    • 発表場所
      スペイン
    • 年月日
      2009-07-29
  • [学会発表] Prediction of RNA secondary structures with binding sites using dynamic programming algorithm2009

    • 著者名/発表者名
      Unyanee Poolsap, Yuki Kato, Tatsuya Akutsu
    • 学会等名
      情報処理学会バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2009-05-26

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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