| 研究課題/領域番号 |
26240034
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
阿久津 達也 京都大学, 化学研究所, 教授 (90261859)
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| 研究分担者 |
林田 守広 京都大学, 化学研究所, 助教 (40402929)
永持 仁 京都大学, 情報学研究科, 教授 (70202231)
細川 浩 京都大学, 情報学研究科, 講師 (90359779)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ケモインフォマティクス / 構造列挙 / グラフアルゴリズム / カーネル法 / 生物情報ネットワーク / 化学構造 |
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| 研究実績の概要 |
化学構造の列挙に関しては、ベンゼン環およびナフタレン環を木構造に加えた場合の列挙手法の開発が大きく進展した。以前に立体異性体の列挙に用いた動的計画法による手法に基づきつつも対称性などを効率的に扱うための新規のアイデアを導入することにより高速に列挙する方法を開発した。さらに、この手法は列挙以外にも順番を指定してその構造を高速に抽出することが可能であり、構造のサンプリングなどの応用できる可能性がある。一方、効率は多少落ちるものの幅優先探索に基づくより単純な手法も開発し、さらに、ユーザが指定した任意の環構造を扱えるような拡張を試みている。また、以前より行っていた木状化合物の並列計算による高速列挙について研究をまとめJournal論文として発表した。
一方、タンパク質の配列設計に関連して、非コードRNAとタンパク質の相互作用のなすネットワークの情報解析を行った。その結果、ネットワーク構造が二つに大きく分断されることを見出すとともに、ネットワーク制御において重要な役割を果たすと考えられる相当する非コードRNAには疾患と関連するものが多いことを見出した。
代謝ネットワークの設計に関しては、これまでの問題設定を拡張し、生成不可能にすべき化合物と新たに生成可能にすべき化合物を指定した際に、それらの制約を満たすようなネットワーク改変のうち、最小限の手間で済むものを見出すアルゴリズムを整数計画法に基づき開発した。さらに、代謝ネットワークの制御や改変について、代謝流束解析に基づく既存手法や我々が開発してきたブーリアンモデルに基づく手法などを中心にサーベイを行い、それらを定性的に比較した結果をまとめた解説論文を執筆した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
化学構造の列挙については順調に進展しており計画以上に進展していると考えられる。しかしながら、化合物のカーネル回帰などによる活性予測とそこからの特徴ベクトルについては適任の博士研究員が見つからないなどの問題もあり研究を十分に進展させるに至っていない。
代謝ネットワーク設計に関しては新たに拡張した問題を定義し、それに対する計算手法を開発するなど、順調に進展したと判断できる。
タンパク質配列設計に関しては、昨年度に開始したncRNAとタンパク質相互作用ネットワークの解析という新規な研究課題を実験系の研究分担者と共同で遂行、完成させJournal論文として発表することができ、方向性は少し変わったが順調に進展したと判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
化学構造の列挙については手法の開発は順調に進展しているのでそれを継続するとともに、論文としてまとめ、さらに、EnuMolサーバに組み込むことに注力する。
カーネル回帰に基づく特徴ベクトル抽出については大学院生などの協力を得るなどして何らかの手法を開発して遅れを少しでも取り戻すよう、努力する。
代謝ネットワーク設計に関しては少し行き詰ってきた面もあるので、遺伝子発現データ情報の活用など新たな展開を模索する。
タンパク質配列設計に関しては、以前より行っているCaspase酵素による切断部位予測の研究をまとめ、新たな展開を図るよう努力する。
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