| 研究課題/領域番号 |
20K06533
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
葛西 卓磨 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (70446516)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 核磁気共鳴法 / 選択励起パルス / タンパク質 / ベイズ推定 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 |
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| 研究実績の概要 |
本法は、核磁気共鳴（NMR）法において、タンパク質等の多次元相関スペクトルを測定する際、共鳴周波数（化学シフト）情報を得るためのパルスシーケンス中の待ち時間に磁化が緩和してしまうことを原因とする感度の低下を避けるため、選択励起パルスを用いて周波数情報を符号化し、フーリエ変換以外の方法でその情報を復号することを目指すものである。このアイディアと数学的にほぼ等価な、chemical shift saturation transfer (CEST)実験において選択的な摂動を与える方法などでは、情報を効率的に得るために適応的に実験条件を定めることが有効であり、昨年度よりその手法開発に取り組んでいる。本年度は、CEST現象の物理方程式であるBloch-McConnel方程式の数値的求解によりシミュレーションおよび解析に用いることができるモデルを構築した。ベイズ最適な実験条件を選択するにあたり、マルコフ連鎖モンテカルロ法によるベイズ推定をおこなうが、フォワードモデルの求解に時間がかかるものの、既存の近似法はいずれも要求精度を満たさないことがわかったため、新たに精度がよく計算速度が既存法とほとんど変わらない近似法を開発した。さらに、手法の検証のため実際のNMR装置において適応的な測定を行うために必要なプログラムを作成し、タンパク質試料の調製やシグナル帰属をおこなった。シミュレーションによりパラメータ調整をおこなったうえで検証のための実測定をおこない、シミュレーション・実測定のいずれにおいても、既存の方法を上回る性能が得られることが確認された。現在、発表のため結果を取りまとめている。
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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
本研究の当初の目的にも、また他の種類の測定にも応用できる可能性がある実験条件選択・解析法の開発に軸足をシフトし、開発をほぼ完了して結果の取りまとめをおこなっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度は結果の取りまとめと発表をおこなう予定である。現時点までに必要なデータはほぼ取得し終えているが、取りまとめや改訂の過程で必要に応じて追加実験をおこなう。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度までに実験や開発はほぼ完了しているものの、発表のための成果取りまとめまでは至っておらず、申請時の事業期間を１年延長して来年度に成果取りまとめと発表をおこなう予定である。このため、取りまとめ、発表、必要に応じた追加実験の経費として次年度使用額を執行する計画である。
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