ベクトル量子化による塩基配列の高速検索に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21710207
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ゲノム情報科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 陳 キュウ 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (00400292)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: バイオインフォマティクス / ベクトル量子化 / 塩基配列 / 高速検索 / データベース / ヒストグラム特徴

研究概要

現状では、膨大なゲノムの配列データがGenBank、EMBL、DDBJなどのデータベースに蓄積されている。しかも、まだ遺伝子データベースのデータ量が指数関数的に増加している。ホモロジー検索は、進化・系統分類の解析、蛋白質の機能解析などを目的とした配列解析の最も基本的な手法の一つとなっている。現在最も頑健なアルゴリズムとして、Smith-Waterman(SW)アルゴリズムがあるが、その計算を行うことは時間的に現実的ではない。遺伝子データベースのデータ量が急速に増えている現状を考えると、さらに実行時間の大幅な増加を意味する。現状では、精度と検索速度が両立できる塩基配列の高速検索法はまだ実現されていない。本研究では、必要最小限のSWアルゴリズムによるアライメント処理と組み合わせたベクトル量子化による高精度かつ高速な塩基配列の検索手法を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] A Fast Search Method for DNA Sequence Database Using Histogram Information (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 雑誌名: International Journal of Bioinformatics Research Vol.3, Issue 1 ページ: 161-166
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Codebook Design Method for Robust VQ-based Face Recognition Algorithm (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 雑誌名: Journal of Software Engineering and Applications Vol.3, No.2 ページ: 119-124
  • 査読あり
• [学会発表] An Improved Fast Search Method Using Histogram Features for DNA Sequence Database (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 学会等名: Proc.of the Int'l Conf.on Computer and Information Science (ICCIS 2010), pp.237-240
  • 発表場所: Netherlands
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] A Local Search Method Using Histogram Features for Fast Retrieval of DNA Sequences (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 学会等名: Proc.of the 2010 Int'l Conf.of Information Engineering (ICIE 2010), pp.395-398
  • 発表場所: London, U.K.
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] Facial Image Recognition Using VQ Histogram in the DCT Domain (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 学会等名: 2010 Int'l Conf. on Digital Image Processing (ICDIP 2010)Proc.of SPIE, Vol.7546, 75460J(edited by K.Jusoff, Y.Xie)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-02-27
• [学会発表] A Fast Retrieval of DNA Sequences Using Histogram Information (2009)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 学会等名: Proc.of 2009 Int'l Conf.on Future Information Technology and Management Engineering (FITME 2009), pp.529-532
  • 発表場所: Sanya, China
  • 年月日: 2009-12-13
• [図書] Self-Organizing Maps(Edited by George K.Matsopoulos)(Face Recognition Using Self-Organizing Maps)ISBN 978-953-307-074-2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tadahiro Ohmi
  • 総ページ数: 277-288
  • 出版者: In-Tech, Vienna, Austria