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研究内容

生命情報学研究

生命科学と情報科学が融合した学問分野は、バイオインフォマティクス(生命情報学)と呼ばれています。この分野で扱われるデータは、DNAやRNAの塩基配列、タンパク質のアミノ酸配列や立体構造、またそれらの発現量や相互作用情報など多岐にわたっています。近年、実験による分析・解析技術のハイスループット化により、そのような生命科学データがデータベースに大量に蓄積されています。この分野では、生命機能メカニズムの解明のために、情報科学における様々な計算手法を用いて、生命科学データの解析やその解析に有用な各種データベースやアプリケーション研究開発などが行われています。様々なバイオインフォマティクス研究の中で、タンパク質を中心として、次のような研究に取り組んでいます。

1) 生体分子間相互作用のメカニズム解明のための進化的及び物理化学的な解析

タンパク質の立体構造データからタンパク質とタンパク質あるいは低分子との相互作用データを抽出し、それらの進化的及び物理化学的な特徴を網羅的に解析することにより、分子認識メカニズムの解明、また相互作用面と立体構造や分子機能などとの関係性の解明につなげることができます。また、この解析から得られた知識は、様々な生体分子間の未だ知られていない相互作用やその部位の予測のためのアプリケーション研究開発に役立てられます。

2) 機械学習法を用いた生体分子間相互作用予測の方法及びアプリケーション開発

生体分子間相互作用は、生体機能を恒常的に保つことに関わっています。そのため、協調的な相互作用が崩れてしまうことで、様々な機能障害や疾患を引き起こす原因になります。生命機能を維持する上で、とても重要なその相互作用を同定することは、生命機能メカニズムの解明だけでなく、障害や疾患の治療のための薬剤開発にも役立てられます。そこで、1)の解析から得られた知識に基づいて、機械学習法を用いた生体分子間相互作用を予測するための方法及びアプリケーション開発に取り組んでいます。

3) その他、生命科学研究のための各種データベースやアプリケーション開発

実験技術のさらなる進歩により、より高解像度な生命科学データが大量に蓄積されることが予想されます。バイオインフォマティクスは、情報科学的な様々な計算手法による解析によって、それらのデータの解析から得られた考察や判断にロバスト性を与え、また実験の技術的な限界を補完する重要なアプローチになることが期待されています。また、それによって実験による解析の効率化や解析コストの削減も期待されています。そこで、生命科学データからの知識発見に有用な各種データベースやアプリケーション開発に取り組んでいます。

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