Elucidating the 3D Genome Landscape

阐明 3D 基因组景观

基本信息

批准号：
17K15050
负责人：
菅原武志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo (2018-2022)Hiroshima University (2017)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は、染色体構造のデータ駆動型数理モデリングに関して計算機シミュレーションプラットフォームを構築、シミュレーションを実行して多重ゲノム構造を数理的推定を行った。過去の共同研究で得られた実験データと比較し整合性を確認した。近年多くのHi-Cデータが公開されたため、他の細胞種データを用いた妥当性の検証と生物学的意味を考察した。これまで得られた結果に加えとさらに必要なデータを増やした。これまで使用していたタワー型ワークステーションだけでは計算リソースが足りなかったため、論文へのまとめ進捗を加速すべく追加で計算機を購入しデータ集積速度を上げてきた。・サンプリングした構造の標本集団から多重ゲノム構造を推定した。実際には、3D構造のクラスタリングによりデータ集団を類似構造に分類し、推定されたゲノム構造から有効自由エネルギー地形を構築した。・拘束条件の不足により構造エントロピーの制約が不十分であることが原因で起こる「構造を推定するアルゴリズムで計算が収束しない」問題を解決するために、正解に比較的近い初期値を探索することによりアルゴリズムを改善した。また「多重構造を概算する」理論的近似手法を考案し、数値結果と比較した。・研究期間中に報告された他の研究と比べ、手法のアドバンテージや欠点を再検証した。・上記結果に加えて、さらに必要なデータをシミュレーションして集めた。結果をまとめ発表予定。

首席研究员构建了一个计算机模拟平台，用于数据驱动的染色体结构数学建模，执行模拟，并对多基因组结构进行数学估计。通过与过去联合研究中获得的实验数据进行比较，确认了一致性。由于近年来发表了大量 Hi-C 数据，我们使用其他细胞类型的数据验证了其有效性，并考虑了生物学意义。除了迄今为止获得的结果外，还增加了必要的数据。他们一直使用的塔式工作站没有足够的计算资源，因此他们购买了额外的计算机来加速数据收集，以加快论文的编译过程。・从采样结构的样本群体中估计出多个基因组结构。在实践中，我们使用 3D 结构聚类将数据群体分类为相似的结构，并根据估计的基因组结构构建了有效的自由能景观。・寻找一个相对接近正确答案的初始值，以解决由于缺乏约束条件而导致结构熵约束不足而导致的“计算与结构估计算法不收敛”的问题。算法得到改进。我们还设计了一种理论近似方法来“近似多重结构”并将其与数值结果进行比较。 - 与研究期间报告的其他研究相比，我们重新审视了该方法的优点和缺点。・除了上述结果之外，我们还进行了模拟并收集了进一步的必要数据。结果将进行总结并公布。