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J-GLOBAL ID：202102244914521625   整理番号：21A0023033

DeepNEU:細胞再プログラミングは年齢を来す-希少疾患研究への適用による機械学習プラットフォーム【JST・京大機械翻訳】

DeepNEU: cellular reprogramming comes of age - a machine learning platform with application to rare diseases research

著者 (1件)： Danter Wayne R. (123Genetix, London, Canada)
資料名： Orphanet Journal of Rare Diseases (Web)  (Orphanet Journal of Rare Diseases (Web))
巻： 14  号： 1  ページ： 1-13  発行年： 2019年 
JST資料番号： U7532A  ISSN： 1750-1172  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ヒト体細胞の誘発多能性幹細胞(iPSC)への変換は,しばしば非効率で,時間がかかり,高価なプロセスである。また,iPSCの経時的な体細胞型への復帰の傾向は問題となる。iPSC生成および維持に必要な遺伝子/分子を同定するiPSCの計算モデルは,幹細胞研究の改善に向けた重要な段階である。実質的な遺伝的関係データ,高度な計算ハードウェア,および強力な非線形モデリングソフトウェアの組合せは,人工的に誘発された多能性幹細胞(aiPSC)の可能性を現実にする。各入力に対して1つのネットワーク処理層を持つ完全接続再帰ニューラルネットワークアーキテクチャに基づくディープNEUと呼ばれる教師なし深層機械学習技術を開発した。ディープNEUを用いて,再プログラミング転写因子の定義されたセットを用いてaiPSCシステムをシミュレートした。ヒト多能性幹細胞(hPSC)に必須と報告されている遺伝子/蛋白質をシステムモデリングに用いた。平均二乗誤差(MSE)関数を用いてシステム学習を評価した。システム収束をMSE<0.001で定義した。ヒトiPSC多能性(N=15)のマーカーは,aiPSC最終モデルですべてアップレギュレートされた。aiPSC系のこれらのアップレギュレート/発現遺伝子はiPSCで得られた結果と完全に一致した。本研究は,ヒト多能性幹細胞系のコンピュータモデルとしてaiPSCの潜在的使用を紹介し,検証した。疾患特異的aiPSCは,病気モデリングを改善し,湿式ラボ実験のプロトタイピングと,費用効率が高い方法での共通と希少疾患の両方に対するaiPSC生産と維持に必要な遺伝子の予測の可能性を有する。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *学習 ,  ネットワーク ,  遺伝 ,  遺伝子 ,  体細胞 ,  タンパク質 ,  ヒト ,  ハードウェア ,  ソフトウェア ,  転写因子 ,  プロトタイピング ,  計算モデル ,  *機械学習 ,  多能性幹細胞
準シソーラス用語： *リプログラミング , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： iPSC ,  細胞再プログラミング ,  機械学習 ,  好中球減少症とファジィ認知マップ ,  リカレントニューラルネットワーク ,  RNN

分類 (4件)： 細胞生理一般  (EF02010S) ,  細胞・組織培養法  (EA03040R) ,  遺伝子発現  (EC02040Q) ,  発生と分化  (EJ16020W)

引用文献 (55件)：

• Proc Natl Acad Sci; Transplantation of living nuclei from blastula cells into enucleated frogs’ eggs; R Briggs, TJ King; 38; 1952; 455-463; 10.1073/pnas.38.5.455; citation_id=CR1
• Development; The transplantation of nuclei from single cultured cells into enucleate frogs’ eggs; J Gurdon, R Laskey; 24; 1970; 227-248; citation_id=CR2
• Nature; Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells; I Wilmut, AE Schnieke, J McWhir, AJ Kind, KH Campbell; 385; 1997; 810; 10.1038/385810a0; citation_id=CR3
• cell; Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors; K Takahashi, S Yamanaka; 126; 2006; 663-676; 10.1016/j.cell.2006.07.024; citation_id=CR4
• Nat Protoc; Induction of pluripotent stem cells from fibroblast cultures; K Takahashi, K Okita, M Nakagawa, S Yamanaka; 2; 2007; 3081; 10.1038/nprot.2007.418; citation_id=CR5

タイトルに関連する用語 (7件)： 細胞 ,  再プログラミング ,  年齢 ,  希少疾患 ,  研究 ,  機械学習 ,  プラットフォーム