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2015 年度 実施状況報告書

複数の遺伝要因及び環境要因の組み合わせを考慮したゲノムワイド相関解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25700004
研究機関九州工業大学

研究代表者

西郷 浩人  九州工業大学, 情報工学研究院, 准教授 (90586124)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードGWAS / 特徴選択 / アイテムセットマイニング / 線形混合モデル / カーネル / モデル選択
研究実績の概要

本研究課題では、ゲノムワイド相関解析(GWAS)を取り扱う。従来の方法の多くは単一の遺伝子型要因が原因で起こるというモデルのもとで開発されている。これは、要因の組み合わせを考慮すると計算量が指数関数的に増加してしまうという計算幾科学的な制約によるものである。しかしながら、種々の癌や肥満、アルツハイマー病など、多くの疾患は複数の遺伝要因と環境要因の組み合わせで起こされることが知られている。近年であれば、京都大学の山中博士が1000の遺伝子から4遺伝子を選ぶことにより通常細胞をあらゆる細胞に分化することの出来るiPS細胞に変化出来ることを示したが、これも遺伝要因の組み合わせが表現型に劇的に影響を与える例であるといえる。しかしながら、1000遺伝子から4遺伝子を選ぶ組み合わせの数は1兆通り以上あるため、機械学習や統計手法を用いた効率的な探索が必要である。以下に、2015年度において行った発表の概要を挙げる。

1)表現型が0/1で表される際の、原因となる遺伝子型要因の組み合わせの列挙。ただし、要因の数は限られているとする。(第42回SIGBIO研究会及び生命医学情報学連合大会(IIBMP2015))
2)遺伝子型要因の数が多い時に、原因の染色体と染色体上での位置を絞り込む方法の開発。(生命医学情報学連合大会(IIBMP2015))
3)標本間に高い遺伝的類似関係がある時に、正確に遺伝子型要因を特定する方法の開発。(生命医学情報学連合大会(IIBMP2015))

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

上記2)の該当論文を投稿中であるが、担当していた修士学生の卒業もあり、追加実験の実施に困難を来している。

今後の研究の推進方策

上記1)については、競合する研究との差別が難しくなっており、方向性の転換を考えている。
上記2)については、必要な追加実験を絞り込んで論文の内容をコンパクトにする予定である。
上記3)にていては、共同研究者と議論した結果、別の方向からのアプローチと比較する予定である。

次年度使用額が生じた理由

国際学会への参加を予定していたが、当該論文が採択されなかった為に残額が生じた。

次年度使用額の使用計画

学会への参加費及び、論文誌投稿の費用とする予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Mining discriminative patterns from graph data with multiple labels and its application to QSAR2015

    • 著者名/発表者名
      Shao, Z., Hirayama, Y., Yamanishi, Y., Saigo, H.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Information and Modeling

      巻: 55 ページ: 2519--2527

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.5b00376

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Efficient enumeration of statically significant SNP interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Saigo
    • 学会等名
      IIBMP2015
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] Drug Side Effects Prediction by Multiple Graph PLS2015

    • 著者名/発表者名
      Hirayama, Saigo
    • 学会等名
      IIBMP2015
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] A branch-and-bound algorithm for searching a block with interacting SNPs2015

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Saigo
    • 学会等名
      IIBMP2015
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] An extended linear mixture model approach to modeling population structure2015

    • 著者名/発表者名
      Michizoe, Saigo
    • 学会等名
      IIBMP2015
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] Estimating the number of interacting SNPs in case control study2015

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, Saigo
    • 学会等名
      IIBMP2015
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] RF-NR: Random forest based approach for improved classification of Nuclear Receptors2015

    • 著者名/発表者名
      Ismail, H.D., Saigo, H., Bahadur, K.C.D.
    • 学会等名
      International Conference on Genome Informatics & International Conference on Bioinformatics (GIW/InCoB2015)
    • 発表場所
      Odaiba, Tokyo
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] カイ二乗検定によるp値の下限値を利用した遺伝子相互作用の効率的な数え上げ2015

    • 著者名/発表者名
      山口、西郷
    • 学会等名
      第42回バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      沖縄科学技術先端大学院大学
    • 年月日
      2015-06-23 – 2015-06-25

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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