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生体内の遺伝子発現の転写後調節に関わるRNA間の相互作用が注目を集めている。生体生命情報学において、これまでいくつかのRNA-RNA相互作用予測アルゴリズムが提案されてきたが、その取り得る構造の複雑さやバリエーションの多さなどのため、1本鎖RNA配列の構造予測に関する研究ほど解析手法が確立されておらず、発展途上の研究課題と言える。本研究では、計算効率の良い動的計画法により導出されたRNAの構造に関する情報を、モデル記述能力の高い整数計画法に組み込む、ハイブリッド型の最適化に基づく相互作用予測法を提案する。本年度はまず、最適化における目的関数の設定において、予測構造の期待精度を最大化することに着目し、期待精度最大化問題が閾値カットを用いた整数計画問題として実現できることを理論的に示した。また、結合2次構造の事後確率分布を厳密に計算する際に要する計算量は大きく実用的でないため、その確率分布を個々の構造の確率分布の積で近似することを提案した。これらにより、従来整数計画問題では解けないサイズの問題も予想を覆す速さで解くことに成功した。既知のRNA-RNA相互作用データを用いて提案手法(RactIP)の評価を行ったところ、複数の最新の既存手法と比べて精度の面では同等以上の性能をあげた。特筆すべきはRactIPの計算速度であり、結合2次構造を予測する他のモデルと比較して、桁違いの高速性を実現した。また、成果を広く世界に発信するため、開発途中ではあるものの、RactIPのWebサーバーを構築し、最低限使用できるものを公開済みである。
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