機械学習によるタンパク質翻訳後修飾の予測と修飾機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23500372
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 西川 郁子 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (90212117)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 機械学習 / タンパク質 / 天然変性領域 / リン酸化 / 予測 / サポートベクターマシン / 進化的保存度

研究概要

タンパク質の代表的な翻訳後修飾であるリン酸化を対象に、サポートベクターマシンを用いた機械学習により修飾部位を予測した。対象部位をドメインと天然変性(ID)領域に分けて取り扱った点が新規であり、ドメインではアミノ酸配列情報のみで十分予測可能だが、IDでは部位特異的な進化的保存度情報が有効であった。配列保存性が低いIDにおいては部位ごとの保存度は非一様であり、リン酸化部位、その中でも機能性が明確なリン酸化部位での保存度が髙いことが分かり、翻ってそれらの予測に有効であった。

研究成果

• [雑誌論文] Population coding is essential for rapid information processing in the moth antennal lobe (2013)
  • 著者名/発表者名: R Kobayashi, S. Namiki, R. Kanzaki, K. Kitano, I. Nishikawa, P. Lansky
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1536 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] トラック物流における配送日最適化問題と動的計画法に基づく近似最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水健史, 榊原一紀, 西川郁子
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 26 ページ: 365-373
  • DOI: 10.5687/iscie.26.365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Scheme and Tools to Construct a Standard Moth Brain for Neural Network Simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeno, T. Kazawa, S. Namiki, D. Miyamoto, Y. Sato, S. S. Haupt, I. Nishikawa, R. Kanzaki
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience 巻: 2012 ページ: ID 795291
  • DOI: 10.1155/2012/795291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsically disordered proteins in human mitochondria (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ito, Y. Tohsato, H. Sugisawa, S. Kohara, S. Fukuchi, I. Nishikawa, K. Nishikawa
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 17 ページ: 817-825
  • DOI: 10.1111/gtc.12000
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Incremental Approach for Storage and Delivery Planning Problems (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakakibara, Y. Tian, I. Nishikawa
  • 雑誌名: Decision Making in Manufacturing and Services 巻: 6 ページ: 5-23
  • DOI: 10.7494/dmms/2012.6.1.5
  • 査読あり
• [雑誌論文] The constraints satisfaction problem approach in the design of an architectural functional layout (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Zawidzki, K. Tateyama, I. Nishikawa
  • 雑誌名: Engineering Optimization 巻: 43 ページ: 943-966
  • DOI: 10.1080/0305215X.2010.527005
  • 査読あり
• [雑誌論文] トラックターミナルを利用した配送・保管計画の整数計画モデルと数理計画法による逐次的解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榊原一紀, 田雅杰, 西川郁子
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 24 ページ: 88-96
  • DOI: 10.5687/iscie.24.88
  • 査読あり
• [雑誌論文] データベースを用いた脳・神経細胞データの管理と活用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池野英利, 加沢知毅, 並木重宏, シュテファン周一ハウプト, 西川郁子, 神崎亮平
  • 雑誌名: 比較生理生化学 巻: 28 ページ: 327-334
  • DOI: 10.3330/hikakuseiriseika.28.326
  • 査読あり
• [学会発表] SVM によるタンパク質天然変性領域上の機能性リン酸化部位の予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石野友喜, 西川郁子, 遠里由佳子, 福地佐斗志, 西川建
  • 学会等名: 第58回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府)
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] Prediction of Protein Phosphorylation sites by Support Vector Machine (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishino, I. Nishikawa, S. Fukuchi, Y. Tohsato, K. Nishikawa
  • 学会等名: The 6th International Conference on BioMedical Engineering and Informatics
  • 発表場所: Hangzhou(China)
  • 年月日: 2013-12-18
• [学会発表] Predicting Human Protein Phosphorylation Sites in Intrinsically Disordered Region by Support Vector Machine (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Nishikawa, T. Ishino, Y. Tohsato, S. Onami, S. Fukuchi, K. Nishikawa
  • 学会等名: 24th International Conference on Genome Informatics 2013
  • 発表場所: Biopolis(Singapore)
  • 年月日: 2013-12-17
• [学会発表] SVM を用いたヒトタンパク質リン酸化部位の予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野友喜, 西川郁子, 遠里由佳子, 福地佐斗志, 西川建
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀県)
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] Prediction of Phosphorylation Sites by Support Vector Machine (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishino, I. Nishikawa, Y. Tohsato, S. Fukuchi, K. Nishikawa
  • 学会等名: Innovation in Information and Communication Science and Technolgy 2013
  • 発表場所: Tomsk(Russia)
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] Constructing a multi-compartment parallelized simulation of a premotor area of the silkmoth brain (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kazawa, Y. Mori, D. Miyamoto, S. Namiki, H. Ikeno, S.S. Haupt, I. Nishikawa, R. Kanzaki
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第35回大会
  • 発表場所: イーグレひめじ(兵庫県)
  • 年月日: 2013-07-13
• [学会発表] Decoding order identity from neural activity in the moth antennal lobe (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, S. Namiki, R. Kanzaki, K. Kitano, I. Nishikawa, P. Lansky
  • 学会等名: 日本神経回路学会第23回大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] ヒト蛋白質リン酸化部位の予測と保存性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野友喜, 西川郁子, 榊原一紀, 遠里由佳子, 福地佐斗志, 西川建
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取県民会館(鳥取県)
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] ニューロン生理データに基づく神経回路モデルの構築と検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西川郁子
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションネットワーク科学研究会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] サポートベクターマシンを用いた蛋白質のリン酸化部位予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野友喜, 榊原一紀, 西川郁子, 遠里由佳子, 福地佐斗志, 西川建
  • 学会等名: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 兵庫県民会館(兵庫県)
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] SVMを用いたリン酸化部位予測と配列保存性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野友喜, 榊原一紀, 西川郁子, 遠里由佳子, 福地佐斗志, 西川建
  • 学会等名: 計測自動制御学会第40回知能システムシンポジウム
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都府)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] Estimation of the Information Pathway in an Insect Brain based on the Physiological Data (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Nishikawa, Y. Yamagishi, H. Ikeno, T. Kazawa, S. Namiki, R. Kanzaki
  • 学会等名: 6th International Conference on New Trends in Information Science, Service Science and Data Mining
  • 発表場所: Taipei(Taiwan)
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Estimation of the information pathway for a motor command generation in an insect brain based on the physiological data (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Nishikawa, Y. Yamagishi, H. Ikeno, T. Kazawa, S. Namiki, R. Kanzaki
  • 学会等名: 10th InternationalWorkshop Neural Coding 2012
  • 発表場所: Prague(Czech)
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] 昆虫脳における生理応答データに基づく行動司令生成時の情報伝達経路の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岸嘉彦, 小野島隆之, 五十嵐吉輝, 西川郁子, 加沢知毅, 並木重宏, 池野英利, 神崎亮平
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] カイコガ標準脳データベース構築に向けた脳画像データの標準化と活用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百田直矢, 加沢知毅, ステファン周一ハウプト, 並木重宏, 宮本大輔, 神崎亮平, 西川郁子, 池野英利
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 玉川大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 昆虫脳における運動司令生成のための神経回路の推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西川郁子, 小野島隆之, 加沢知毅, 並木重宏, 池野英利, 神崎亮平
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Estimation of the Neural Circuit for the Command Generation in the Premotor Center of an Insect Brain (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Nishikawa, T. Igarashi, T. Kazawa, S. Namiki, H. Ikeno, R. Kanzaki
  • 学会等名: 6th International Conference on Computer Science and Convergence Information Technology
  • 発表場所: Jeju Island (Korea)
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 機械学習によるタンパク質のO 型糖鎖修飾部位の予測とその機能の考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西川郁子, 伊藤將弘, 福地佐斗志, 本間桂一, 西川建
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] カイコガ前運動中枢ニューロンの生理応答の分類 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山岸嘉彦, 五十嵐吉輝, 西川郁子, 加沢知毅, 並木重宏, 池野英利, 神崎亮平
  • 学会等名: 第55回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-05-18
• [備考]
  • URL: http://www.sys.ci.ritsumei.ac.jp/