著者

吉澤 剛 ファン・エスト・ リニー 吉永 大祐 田中 幹人 標葉 隆馬 小長谷 明彦

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.18, pp.164-172, 2018-12-01 (Released:2018-12-01)

参考文献数

38

被引用文献数

5

---

分子ロボティクスは環境の変化に適応し、自己組織化、進化できる人工的な分子システムの創成を目的とした学術領域である。本稿では分子ロボティクス技術の分野で責任ある研究・イノベーションをどのように促進するかについて検討する。そのためにまず、遺伝子組換え技術やナノテクノロジー、合成生物学やゲノム研究などの先進技術の日本における初期発展段階での社会的反応から教訓を得た。それは《適切な》専門家・ステークホルダーの発見と巻き込み、規制の更新、科学コミュニケーションにおける科学者および市民の巻き込みである。分子ロボティクスの社会的側面に関する学術的・社会的議論の現状として文献レビューや未来ワークショップ、シナリオワークショップを実施した。そこでは幾多の倫理的・社会的・政治的・文化的課題を提起し、次の数十年で起こる望ましい/望ましくないシナリオを描いた。Twitterのテキストマイニング分析では、幅広い市民において分子ロボティクスについての意識や関心、知識がまだ限定的であることを明らかにした。結論として、分子ロボティクスが責任あるイノベーションを可能にするには、分子ロボティクスの発展のスピードを掌握すること、技術的潮流を監視すること、テクノロジーアセスメントのための安定的な知識基盤を確立すること、そして分子ロボティクス研究者と社会科学者との持続可能な相互関係を構築することである。

著者

Kazushi Matsumura

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.20, pp.54-57, 2020-09-11 (Released:2020-09-11)

参考文献数

10

被引用文献数

2

---

Skin sensitization is an important aspect of occupational and consumer safety. Because of the ban on animal testing for skin sensitization in Europe, in silico approaches to predict skin sensitizers are needed. Recently, several machine learning approaches, such as the gradient boosting decision tree (GBDT) and deep neural networks (DNNs), have been applied to chemical reactivity prediction, showing remarkable accuracy. Herein, we performed a study on DNN- and GBDT-based modeling to investigate their potential for use in predicting skin sensitizers. We separately input two types of chemical properties (physical and structural properties) in the form of one-hot labeled vectors into single- and dual-input models. All the trained dual-input models achieved higher accuracy than single-input models, suggesting that a multi-input machine learning model with different types of chemical properties has excellent potential for skin sensitizer classification.

著者

Toshihisa Ishikawa Kohtaro Yuta Yukio Tada Akihiko Konagaya

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.110-111, 2017-12-31 (Released:2017-12-04)

参考文献数

3

---

藤田稔夫氏(ふじた・としお=京都大名誉教授、医農薬化学)が今年8月22日午前11時47分、病気のため京都市内の病院で死去されました。享年88歳。昨年10月には京都大学で開催された第44回構造活性相関シンポジウムで米寿をお祝いしたところでした。藤田先生はCorwin Hansch教授(米国)と共に定量的構造活性相関の方法を確立され、医薬農薬などの多方面で分子設計に多大な影響を与えてきました。さらに、藤田先生はEMIL (Example-Mediated Innovation for Lead Evolution)の方法を開発して、人工頭脳(AI)に基づく創薬分子デザインの可能性を追求されてこられました。藤田先生の先進的な考えとアプローチは私どもの模範とするところです。この追悼文をもって藤田稔夫先生の偉業をかみしめつつ、ご冥福をお祈り申し上げます。

著者

Bharata Kalbuaji Y-H. Taguchi Akihiko Konagaya

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.19, pp.32-55, 2019-09-30 (Released:2019-10-03)

参考文献数

47

---

Gene expression analysis for understanding cancer cell development is a basic, but an important step, to further our knowledge in cancer research. We may also be interested in understanding gene interactions that may lead to cancer development. One of the most important interactions is a regulatory interaction that involves transcription factor genes. In this research, we are attempting to construct a new regulatory network that imitates the transcription and translation processes of mRNA. We construct this network from four different cancer types: bile-duct cancer (BDC), lung adenocarcinoma (LUAD), colorectal cancer (CRC), and hepatocyte carcinoma (HCC). We also integrate differential expression data to obtain the interactions among differentially expressed genes. We then try to find intersecting sub-networks that exist across all cancer types. We believe that the transcription factor genes found in intersection sub-networks may reveal an important mechanism that affects cancer cell growth. In this research, we found that genes, such as those in the TEAD4, IRX5, HMGA1, and E2F gene family and the SOX gene family, are found in the enrichment analysis of the intersection sub-network obtained from multiple cancer data-sets. These genes point us toward dysregulation of the cell cycle, cell division, and cell proliferation mechanisms in cancer cells. These genes may become new cancer drug targets for cancer treatment.

著者

Yusuke Kawashima Natsumi Mori Norihito Kawashita Yu-Shi Tian Tatsuya Takagi

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.21, pp.1-10, 2021-01-29 (Released:2021-01-29)

参考文献数

16

被引用文献数

1

---

Fragment molecular orbital (FMO) calculation is a useful ab initio method for analyzing protein–ligand interactions in the current structure-based drug design. When multiple ligands exist for one receptor, a post-FMO calculation tool is required because of large numbers of interaction energy decomposition terms calculated using this method. In this study, a method that combines self-organizing maps (SOM) and hierarchical clustering analysis (HCA) was proposed to analyze the results of the FMO energy components. This method could effectively compress the high-dimensional energy terms and is expected to be useful to analyze the interaction between protein and ligands. A case study of antitype 2 diabetes mellitus target DPP-IV and its inhibitors was analyzed to verify the feasibility of the proposed method. After performing dimensional compression using SOM and further grouping using HCA, we obtained superclasses of the inhibitors based on the dispersion energy (DI), which showed consistency with structural information, indicating that further analyses of detailed energies per superclass can be an effective approach for obtaining important ligand–protein interactions.

著者

Tsuyoshi Esaki Kazuyoshi Ikeda

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.23, pp.1-6, 2023-01-13 (Released:2023-01-13)

参考文献数

15

被引用文献数

3

---

The cost and time required for drug discovery must be reduced. Recent in silico models have focused on accelerating seed compound discovery based solely on chemical structure. Estimating pharmacokinetic characteristics, including absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME), is essential in the early stage of drug discovery. Therefore, in silico models have used artificial intelligence (AI) techniques to predict the ADME properties of potential compounds. Large experimental data are necessary when constructing in silico models for ADME prediction. However, it remains difficult for one pharmaceutical company or academic laboratory to collect enough data for modeling. Therefore, collecting data from open databases with the assistance of dry scientists is one of the most effective strategies utilized by researchers. However, incorrect values are occasionally included in open databases because of human errors. Furthermore, to construct high-performance ADME in silico models, data curation must include not only chemical structure but also experimental conditions, which requires expert knowledge of pharmacokinetic experiments. Trials to ease the difficulties of data curation have been developed as reported. These tools enable the effective collection and checking of published data. Additionally, they accelerate collaboration between dry and wet scientists, enabling them to collect vast amounts of data to construct high-performance and widespread chemical space ADME in silico models. Collecting much accurate data for constructing ADME in silico models is an expectation of the new era of efficient drug discovery when entirely using AI technology.

著者

古明地 勇人

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.7, no.1, pp.12-23, 2007

被引用文献数

9

---

ブルームーンアンサンブル法 (Carter et al., 1989, <I>Chem. Phys. Lett.</I> <B>156</B>, 472; Sprik & Ciccotti, 1998, <I>J. Chem. Phys.</I> <B>109</B>, 7737)は、指定された反応座標に沿って、自由エネルギー変化を計算する方法の一種である。ここでは、「粒子間距離」および「粒子間距離の差」を反応座標に取る場合についてブルームーン法のアルゴリズムを導出した。アルゴリズムの実装は、任意のプログラムに実装可能なように、フォートラン様の擬似コードを用いて説明した。

著者

Chiduru Watanabe Hirofumi Watanabe Yoshio Okiyama Daisuke Takaya Kaori Fukuzawa Shigenori Tanaka Teruki Honma

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.19, pp.5-18, 2019-03-22 (Released:2019-03-23)

参考文献数

47

被引用文献数

26

---

We developed an automated FMO calculation protocol (Auto-FMO protocol) to calculate huge numbers of protein and ligand complexes, such as drug discovery targets, by an ab initio FMO method. The protocol performs not only FMO calculations but also pre-processing of input structures by homology modeling of missing atoms and subsequent MM-based optimization, as well as post-processing of calculation results. In addition, QM/MM optimization of complex structures, conformational searches of ligand structures in solvent, and MM-PBSA/GBSA calculations can be optionally carried out. In this paper, FMO calculations for 149 X-ray complex structures of estrogen receptor α and p38 MAP kinase were performed at the K computer and in-house PC cluster server by using the Auto-FMO protocol. To demonstrate the usefulness of the Auto-FMO protocol, we compared the ligand binding interaction energies by the Auto-FMO protocol with those of manually prepared data. In most cases, the data calculated by the Auto-FMO protocol showed reasonable agreement with the manually prepared data. Further improvement of the protocol is necessary for the treatment of ionization and tautomerization at the structure preparation stage, because some outlier data were observed due to these issues. The Auto-FMO protocol provides a powerful tool to deal with huge numbers of complexes for drug design, as well as for the construction of the FMO database (http://drugdesign.riken.jp/FMODB/) released in 2019.

著者

蕪山 典子 立野 玲子 後藤 敏行 影井 清一郎 富樫 卓志 菅野 純夫 恒川 隆洋 野村 信夫

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.4, no.2, pp.27-37, 2004 (Released:2004-07-15)

参考文献数

9

---

ヒト遺伝子の機能解明の手かがりとして、その産物であるタンパク質が細胞のどの小器官に局在するかに注目している。産生タンパク質をEYFPとの融合タンパク質として発現させると、タンパク質局在は蛍光顕微鏡下で各小器官に対応した蛍光像として観察される。約3万2千個と判明したヒト遺伝子の完全長cDNAクローンに対して網羅的に客観的な尺度によって局在する小器官を高速に判定するシステムを開発している。顕微鏡像を画像として記録し、パターン認識手法によって画像を小器官のカテゴリに分類するシステムである。ある遺伝子を導入しても細胞によって、現れる局在の像は多様である。本論文では、この多様性に適合する画像の分類を提案する。各小器官を標識する局在ベクターを用いた試行実験で97.9%の認識率が得られ、提案手法の有効性が検証された。今後は対象を完全長cDNAクローンによる局在へと拡張する予定である。

著者

多田 幸雄 山脇 一郎 上田 修一 松本 宏 松浦 直資 安本 三治 江田 昭英 堀 幹夫

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.3, no.4, pp.163-174, 2003 (Released:2003-12-31)

参考文献数

10

---

I 型アレルギー疾患治療薬の開発を目的として dimethyl-2-phenoxyethylsulfoniun p-toluenesulfonate 誘導体(1)におけるリード最適化を行った。3-ethoxy, 3-phenoxy, 2,3-diethoxypropoxy 誘導体が、経口投与で誘導ラット同種受身皮膚アナフィラキシー(PCA)の抑制作用を示した。さらに急性毒性とアセチルコリン様作用を考慮し、2-[4-(3-ethoxy- 2-hydroxypropoxy)phenoxy]ethylsulfoniun p-toluenesulfonate (11)を前臨床試験候補化合物として選択した。

著者

多田 幸雄 山脇 一郎 上田 修一 松本 宏 松浦 直資 安本 三治 江田 昭英 堀 幹夫

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.12, pp.25-38, 2012 (Released:2012-06-28)

参考文献数

14

被引用文献数

1

---

スルホニウム化合物の分配係数 logK 値は実測されていなかったので、これまでは置換基の πの計算値のみを用いてQSAR解析を報告してきた。本研究においては、固定相としてオクチルシリル化されたシリカゲルプレート(Merck HPTLC RP-8 F253S)、移動相として 50%(V/V) エタノール水溶液を用いて、抗アレルギー剤である Suplatast Tisilate (IPD-1151) の開発におけるスルホニウム化合物の logK 値を測定した。最適化された化合物 52 および 67 (Suplatast Tosilate)の logKTLC値は、それぞれ 0.07 と 0.06 であった。従って、抗アレルギー剤としてのスルホニウム化合物の望ましい logKTLC の値はほぼ 0 であることが判明した。

著者

多田 幸雄 数野 秀樹 佐藤 勉 鈴木 則彦 江村 智弘 矢野 伸吾

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.19-29, 2017-03-24 (Released:2017-03-24)

参考文献数

33

---

トリフルオロチミジン(TFT)は抗腫瘍活性を有するが、チミジンホスホリラーゼ(TP)により不活性なチミンに容易に代謝されるので、TFT単独では臨床で満足な抗腫瘍活性を示すことができない。ヒトのTP (HTP) はヒトのピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼの主な酵素である。従って、TFTの抗腫瘍活性を維持するにはHTP阻害薬を開発する必要があった。ここでは、SBDDとclassical QSARによるHTP阻害薬のドラッグデザインのプロセスを示す。チミンをシード化合物、5-クロロウラシル(3)をリード化合物として選択した。リード化合物(3)のC6位にイミノ基の導入は阻害活性を向上した。結果として5-chloro-6-[1-(2-iminopyrrolidinyl) methyl] uracil hydrochloride (TPI)を臨床試験候補化合物とした。そして、TAS-102(配合モル比 TFT:TPI = 1: 0.5)はトリフルリジン/チピラシル(ロンサーフ)として日本、欧州、米国で転移性直腸がんの治療薬として認可された。

著者

多田 幸雄 山脇 一郎 上田 修一 松本 宏 松浦 直資 安本 三治 江田 昭英 堀 幹夫

出版者

Chem-Bio Informatics Society

雑誌

Chem-Bio Informatics Journal (ISSN:13476297)

巻号頁・発行日

vol.2, no.3, pp.86-94, 2002 (Released:2002-10-31)

参考文献数

10

被引用文献数

1 1

---

I 型アレルギー疾患治療薬を開発する目的でトシル酸 2-ヒドロキシエチルジメチルスルホニウム (1) 誘導体の抗アレルギー作用を検討した。それらの中でトシル酸 2-アルコキシと2-フェノキシエチルジメチルスルホニウムの数化合物がIgE 誘導ラット同種受身皮膚アナフィラキシー(PCA)の抑制作用を示した。抗アレルギー作用および急性毒性と化合物の疎水性または電子的性質(HOMOまたは酸素原子上の電荷)との間に相関が見られた。そしてトシル酸2-フェノキシエチルジメチルスルホニウム(5)を、次の開発段階における第二のリード化合物として選定した。