TopoQA: トポロジカルディープラーニングに基づくタンパク質複合体構造インターフェース品質評価アプローチ

学術的背景 タンパク質複合体の三次元構造解析は、現代の構造生物学、分子機構の研究、創薬、さらに人工タンパク質設計など多岐にわたる分野の核心的な課題である。タンパク質の機能はしばしばその構造によって決定されるが、多くの生物学的プロセスはタンパク質間の複雑な相互作用に関与している。従来の実験的手法(X線結晶構造解析、クライオ電子顕微鏡、NMRなど)はタンパク質の三次元構造を決定できるが、時間とコストがかかり、高スループットまたは大規模研究には不向きである。近年、データ駆動型のタンパク質構造予測手法(AlphaFold, RoseTTAFold等)が革命的な成果を挙げ、特に単体タンパク質モデルの精度は実験構造に匹敵するまでになった。しかし、タンパク質複合体の構造予測精度は単体ほど高くなく、とくに多...

Cox-SAGE:解釈可能なグラフニューラルネットワークを用いたCox比例ハザードモデルの強化とがん予後への応用

一、研究背景と学問的最前線 がん予後解析は、医学分野の中核的な研究テーマであり続けています。近年、ハイスループットシーケンシング技術(high-throughput sequencing technologies)が広く応用されたことで、科学者たちはがん患者の分子バイオマーカー(biomarker)や臨床的特徴をより深く探求できるようになりました。これにより、臨床医は患者の生存リスクをより正確に評価し、個別化された治療戦略を立てることが可能になりました。伝統的なCox比例ハザードモデル(Cox proportional hazards model)は、生存解析の古典的ツールとしてその優れた統計的基盤と適応性の高さから、がん予後研究で広く利用されています。 しかし、深層学習(Deep Lear...

グラフ変換器を用いたデュアルビューグラフ表現学習によるグラフレベル異常検出

双視点グラフ・オブ・グラフ表現学習に基づくグラフレベル異常検出研究 学術的背景 現代のデータ駆動型の世界において、グラフ(Graph)は強力なデータ構造として、ソーシャルネットワーク分析、金融詐欺検出、バイオインフォマティクスなどの分野で広く活用されています。グラフは、ソーシャルネットワークにおけるユーザー関係、金融取引における資金の流れ、化学分子における原子と化学結合の関係など、複雑な関係データを効果的に表現することができます。しかし、グラフデータの広範な応用に伴い、大量のグラフデータから異常なグラフサンプル(Graph-Level Anomaly Detection, GLAD)を検出することが重要な研究課題となっています。 既存のGLAD手法は、グラフニューラルネットワーク(Graph...

グラフニューラルネットワークを用いた効果的な感情認識のためのライン会話グラフ

新しいグラフニューラルネットワークに基づく対話感情認識の手法 研究背景 感情認識(Emotion Recognition, ER)は、人間とコンピュータの相互作用(Human-Computer Interaction, HCI)において重要な構成要素であり、音声、テキスト、ビデオなどのマルチモーダルデータを分析して、人間の感情状態を識別することを目指します。この技術は、医療、教育、ソーシャルメディア、チャットボットなどの分野で幅広い応用が期待されています。近年、感情認識の研究は単文感情分析から対話感情認識(Emotion Recognition in Conversations, ERC)に移行しており、これは対話中の各発言の感情状態を識別することを指します。単文感情分析と比較すると、対話感...

Delaunay三角分割を用いた3D形状表現の学習

Delaunay三角分割に基づく3D形状表現の学習 学術的背景 コンピュータビジョンとグラフィックスの分野において、点群データから表面を再構築することは長年の課題です。従来の暗黙的な方法(例:Poisson表面再構築)は、暗黙的な関数を計算し、Marching Cubesアルゴリズムを使用して表面を抽出します。これにより、水密(watertight)なメッシュを生成できますが、複雑な構造を扱う際には細部の喪失や過度の平滑化が発生しやすいです。一方、明示的な方法(例:Delaunay三角分割)は、点群の三角分割を直接行い、メッシュを構築します。これにより、鋭い特徴や細部をより良く保持できますが、複雑なトポロジーにおいて三角形の接続性を推測することは依然として困難です。 近年、学習ベースの手法が...