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2013 年度 実施状況報告書

位置間の進化系統距離に基づくインフルエンザウイルス塩基配列集合の解析

研究課題

研究課題/領域番号 25540137
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関九州工業大学

研究代表者

平田 耕一  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (20274558)

研究分担者 伊藤 公人  北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 准教授 (60396314)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード進化系統距離 / 剪定距離 / 再ラベル進化系統樹 / 剪定進化系統樹 / 合致部分木マッピングカーネル
研究概要

本年度は,塩基配列集合のどの位置の塩基が進化系統に影響を与えているかを解析するために,塩基配列の集合から進化系統樹を推定し,その進化系統樹の葉のラベルをある位置の塩基に置き換えた再ラベル進化系統樹,および,再ラベル進化系統樹に近隣剪定法を適用して得られた剪定進化系統樹を導入した.そして,進化系統距離として,剪定進化系統樹のLCA保存距離とMAST距離を剪定距離として定式化した.
また,インフルエンザウイルスの塩基配列集合に剪定距離に基づくクラスタリングを適用することで,インフルエンザウイルスのパンデミック前後における塩基配列位置を解析した.特に,塩基配列位置のクラスタリングについて,分離位置のクラスタリングと混合位置のクラスタリングの二つの手法を導入し,混合位置のクラスタリングでは,パンデミック前後の緩やかなクラスタを見つけることに成功した.
さらに,再ラベル進化系統樹および剪定進化系統樹に適用可能な進化系統樹に対するカーネルとして合致部分木マッピングカーネルを新たに導入し,葉の数の二乗時間で計算するアルゴリズムを設計した.そして,合致部分木マッピングカーネルをインフルエンザウイルスの塩基配列から構成された再ラベル進化系統樹および剪定進化系統樹に適用することにより,パンデミック前後のインフルエンザウイルス,および,ある地域で発生するインフルエンザウイルスと別の地域で発生するインフルエンザウイルスを高精度で分類することに成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画より早く,進化系統距離とそれに基づくクラスタリング,および,再ラベル進化系統樹および剪定進化系統樹に適用可能な進化系統樹に対するカーネルとして合致部分木マッピングカーネルの設計まで到達することができたため.

今後の研究の推進方策

再ラベル進化系統樹および剪定進化系統樹に適用可能な進化系統樹に対するカーネルとして,新たに葉間パスカーネルを設計して実装する.また,これまでの設定では,パッケージングシグナル位置解析にはこれらのカーネルの精度が非常に悪くなったため,その解決策を探る.さらに,進化系統樹を葉ラベル木まで拡張した場合のカーネル設計に対する理論的な可能性を追求する.

次年度の研究費の使用計画

予定していた人件費を使用せずに済んだため
昨年度購入予定だった物品を購入する

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] High prevalence of spotted fever group rickettsiae in Amblyomma variegatum from Uganda and their identification using sizes of intergenic spacers2013

    • 著者名/発表者名
      Nakao R, Qiu Y, Igarashi M, Magona JW, Zhou L, Ito K, Sugimoto C
    • 雑誌名

      Ticks Tick Borne Dis

      巻: 4(6) ページ: 506-512

  • [雑誌論文] Heterosubtypic antiviral activity of hemagglutinin-specific antibodies induced by intranasal immunization with inactivated influenza viruses in mice..2013

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu M, Yoshida R, Miyamoto H, Tomabechi D, Kajihara M, Maruyama J, Kimura T, Manzoor R, Ito K, Takada A
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8(8) ページ: e71534

  • [雑誌論文] Whole-genome sequencing of Theileria parva strains provides insight into parasite migration and diversification in the African continent2013

    • 著者名/発表者名
      Hayashida K, Abe T, Weir W, Nakao R, Ito K, Kajino K, Suzuki Y, Jongejan F, Geysen D, Sugimoto C
    • 雑誌名

      DNA Res

      巻: 20(3) ページ: 209-20

  • [雑誌論文] Antiviral activity of stachyflin on influenza A viruses of different hemagglutinin subtypes2013

    • 著者名/発表者名
      Motohashi Y, Igarashi M, Okamatsu M, Noshi T, Sakoda Y, Yamamoto N, Ito K, Yoshida R, Kida H
    • 雑誌名

      Virol J

      巻: 10 ページ: 118

  • [雑誌論文] Resampling nucleotide sequences with closest-neighbor trimming and its comparison to other methods2013

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa K, Igarashi M, Ueno K, Takada A, Ito K
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8(2) ページ: e57684

  • [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying oseltamivir resistance mediated by an I117V substitution in the neuraminidase of subtype H5N1 avian influenza A viruses2013

    • 著者名/発表者名
      Takano R, Kiso M, Igarashi M, Le QM, Sekijima M, Ito K, Takada A, Kawaoka Y
    • 雑誌名

      J Infect Dis

      巻: 207(1) ページ: 89-97

  • [学会発表] 塩基配列へのカーネルの適用によるA型H1N1インフルエンザウイルスの地域解析2014

    • 著者名/発表者名
      中田大貴, 濱田一青, 島田昴治, 平田耕一
    • 学会等名
      人工知能学会基本問題研究会(第92回)
    • 発表場所
      函館市民会館(函館市)
    • 年月日
      20140130-20140131
  • [学会発表] 進化系統樹の葉間パスカーネルによるパンデミック解析2013

    • 著者名/発表者名
      島田昴治, 濱田一青, 平田耕一
    • 学会等名
      人工知能学会基本問題研究会(第91回)
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] 進化系統樹の合致部分木マッピングカーネルによるパッケージングシグナル位置解析2013

    • 著者名/発表者名
      濱田一青, 島田昴治, 平田耕一
    • 学会等名
      人工知能学会基本問題研究会(第91回)
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] Hierarchy of Segmental and Alignable Mapping for Rooted Labeled Trees2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshino, Kouichi Hirata
    • 学会等名
      Workshop on Data Discretization and Segmentation for Knowledge Discovery (DDS2013)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20131027-20131027
  • [学会発表] Agreement Subtree Mapping Kernel for Phylogenetic Trees2013

    • 著者名/発表者名
      Issei Hamada, Takaharu Shimada, Daiki Nakata, Kouichi Hirata, Tetsuji Kuboyama
    • 学会等名
      Workshop on Data Discretization and Segmentation for Knowledge Discovery (DDS2013)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20131027-20131027
  • [学会発表] Clustering of Positions in Nucleotide Sequences by Trim Distance2013

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Shimada, Issei Hamada, Kouichi Hirata, Tetsuji Kuboyama, Kouki Yonezawa, Kimihito Ito
    • 学会等名
      IIAI International Conference on Advanced Applied Informatics (IIAI AAI 2013)
    • 発表場所
      くにびきメッセ(松江市)
    • 年月日
      20130831-20130904
  • [学会発表] A Dynamic Programming A* Algorithm for Computing Unordered Tree Edit Distance2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshino, Shoichi Higuchi, Kouichi Hirata
    • 学会等名
      IIAI International Conference on Advanced Applied Informatics (IIAI AAI 2013)
    • 発表場所
      くにびきメッセ(松江市)
    • 年月日
      20130831-20130904
  • [学会発表] 剪定距離による塩基配列位置のクラスタリング2013

    • 著者名/発表者名
      島田昴治, 濱田一青,平田耕一,久保山哲二,米澤弘毅,伊藤公人
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム2013
    • 発表場所
      休暇村志賀島(福岡市)
    • 年月日
      20130716-20130718
  • [学会発表] 無順序木編集距離を計算する動的プログラミング*アルゴリズム2013

    • 著者名/発表者名
      芳野拓哉,樋口鐘一,平田耕一
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム2013
    • 発表場所
      休暇村志賀島(福岡市)
    • 年月日
      20130716-20130718

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公開日: 2015-05-28  

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