Advanced Studies and Developments on Discrete Preimage Problems

离散原像问题的最新研究与进展

• 批准号: 22H00532
• 负责人: 阿久津 達也
• 金额: $ 26.46万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00532/
• 关键词: 離散原像問題; ニューラルネットワーク; 整数計画法; ケモインフォマティクス; バイオインフォマティクス; 逆問題; 深層学習; 自己符号化器

(1) これまで化学構造に対する離散原像問題を解くため、整数計画法とニューラルネットワークを組み合わせた方法論を開発してきたが、その方法論をさらに発展させた。その一つは特徴量をそのまま用いるだけでなく特徴量の対を用いるという方法論であり、それを整数計画問題として定式化するために新たな工夫を行った。また、繰り返し構造をもつポリマーの設計のため、線形回帰と整数計画法を組み合わせた設計手法も開発した。いずれについても計算機実験によりその有効性を示した。(2) 以前より線形閾値関数を活性化関数とする階層型ニューラルネットワークに基づく自己符号化器の圧縮率と頂点数、階層数の関係の理論解析を行ってきたが、今年度は、これまに得た頂点数に関する上限を改良するとともに、新たに下限を導出した。さらに、誤差を許して復号化するという問題設定について検討を行い、この場合、少しではあるがさらに上限を改良できることを示した。(3) タンパク質の設計のためには、タンパク質間の結合において重要な役割を果たすhot spotという領域を推定することが有用と考えられる。そこで、結合しているタンパク質対の立体構造から、それをグラフ構造に変換し、そのグラフ中で密度の高い領域を検出することにより hot spot を推定するという手法を、線形計画法や整数計画法を用いて開発した。そして、計算機実験による既存手法などとの比較により、その有効性を示した。(4) 配列データ設計のためには、配列の機能部位を検出することが有用であると考えられる。今回は与えられたDNA配列から、ある種のメチル化部位を推定するための手法を畳み込みニューラルネットワークに基づき開発した。そのために比較的単純であるが新規なネットワーク構造を設計し、計算機実験により既存手法より優れた予測率を持つことを示した。

(1) こ れ ま chemical structure に で す seaborne る discrete を original like problem solution く た め, integer planning law と ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク を group み close わ せ た methodology を open 発 し て き た が, そ の methodology を さ ら に 発 exhibition さ せ た. そ の a つ は, 徴 quantity を そ の ま ま with い る だ け で な く, 徴 quantity の を using seaborne い る と い う methodology で あ り, そ れ を integer program problem と し て demean す る た め に new た な time line を っ た. ま た, Qiao り return し tectonic を も つ ポ リ マ ー の design の た め, linear 帰 と み を integer planning group or わ せ た design gimmick も open 発 し た. The computer experiment of によ ずれに ずれに て て て て shows that た た. (2) before よ り linear threshold number of numerical masato を activeness masato number と す る class type ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク に base づ く their symbolic device の 圧 shrinkage と vertex number, class number の masato is の line theory analytical を っ て き た が, our は "こ れ ま に have た vertices に masato す る ceiling を improved す る と と も に, new た に floor を export し た. さ ら に, error を xu し て complex number change す る と い う problem set に つ い て beg を 検 い, こ の occasions, less し で は あ る が さ ら に ceiling を improved で き る こ と を shown し た. (3) タ ン パ ク mass の design の た め に は, タ ン パ ク qualitative の combination between に お い て important な "を cut fruit た す hot spot と い う field を presumption す る こ と が useful と exam え ら れ る. そ こ で, combined し て い る タ ン パ ク qualitative の seaborne three-dimensional structure か ら, そ れ を グ ラ に フ structure variations in し, そ の グ ラ フ で in high density の い field を 検 out す る こ と に よ り hot spot を presumption す る と い う を, linear planning law を with や integer planning い て open 発 し た. そ し て, computer be 験 に よ る existing technique な ど と の is に よ り, そ の have sharper sex を shown し た. (4) The design of デ デ タ タ and the layout of <s:1> functional parts を検 are useful for であると examination えられる. Today back は and え ら れ た DNA match column か ら, あ る kind の メ チ ル change parts presumption を す る た め の gimmick を 畳 み 込 み ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク に base づ き open 発 し た. そ の た め に compare 単 pure で あ る が new rules な ネ ッ ト ワ ー し を ク structure design, computer be 験 に よ り existing technique よ り optimal れ た be rate を hold つ こ と を shown し た.

项目成果

The University of Hong Kong,(中国)

香港大学（中国）

MSNet-4mC: learning effective multi-scale representations for identifying DNA N4-methylcytosine sites

• DOI: 10.1093/bioinformatics/btac671
• 发表时间: 2022-10-07
• 期刊: BIOINFORMATICS
• 影响因子: 5.8
• 作者: Liu, Chunting;Song, Jiangning;Akutsu, Tatsuya
• 通讯作者: Akutsu, Tatsuya

Monash University(オーストラリア)

莫纳什大学（澳大利亚）

Network-based Approaches to Identification of Important Genes and Proteins

基于网络的重要基因和蛋白质鉴定方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Francois Le Gall;Masayuki Miyamoto;Harumichi Nishimura;岡嶋克典;Tatsuya Akutsu
• 通讯作者: Tatsuya Akutsu

Ben-Gurion University of the Negev(イスラエル)

内盖夫本古里安大学（以色列）