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计算机による新しい生物学への招待	
-バイオインフォマティクスから見えてく
る新しいバイオの世界-	
東京農工大学	
石井一夫	
	
2017年2月10日
今日の内容	
1.? 自己紹介	
2.? 计算机と生物学	
3.? 次世代シーケンサーとデータ分析	
4.? 予測分析	
5.? 大規模データ解析と個別化医療
今日の内容	
1.? 自己紹介	
2.? 计算机と生物学	
3.? 次世代シーケンサーとデータ分析	
4.? 予測分析	
5.? 大規模データ解析と個別化医療
自己紹介	
?? 東京農工大学特任教授	
?? 1988年静岡薬科大学薬学部卒	
?? 1990年静岡薬科大学大学院修士課程修了	
?? 1995年徳島大学大学院医学研究科修了	
?? 東大医科研、理研、フランス国立遺伝子多型研
究所、米ノースウエスタン大学	
Feinberg医学部などで、ゲノム大規模データ解
析。	
?? 専門;计算机統計学、データマイニング、機械学
習、人工知能。
自己紹介	
?? 臨床データとか、農作物のデータとかそういう大
量データをスパコンやクラウドのような计算机を
使って分析する仕事をしています。	
?? 統計学、機械学習、人工知能なんかをコン
ピュータ使って、病気の判定や予後予測、農作
物の生育予測なんかを行います。	
?? 最近、データサイエンティストという言葉もできて
きました。
计算机と生物学	
	
1 12 23 34 45 56
0.00.51.01.52.02.5
计算机をめぐる最近のワード	
?? 人工知能	
?? IoT(Internet	of	Things)	
?? ビッグデータ	
?? …	
こんなワードが、	
メディアやウェブ	
で溢れています。	
h<p://nextdeveloper.hatenablog.com/entry/
2015/08/04/182952より	
	
Wikipediaより	
	
h<p://lightsound.hatenablog.com/entry/
2014/12/13/235347より
计算机をめぐる最近のワード	
?? あらゆる分野に计算机の応用が進んでいま
す。	
?? 生物学ではどうでしょうか?	
?? システム生物学という言葉がしばらく前から
あります。生物学のデータベースの整備も進
んでいます。バイオインフォマティクスも定着
してきたのかもしれません。
生命現象を数学で捉える	
?? この中で、私が最も面白いと思って取り組ん
できたのが、生命現象を数学で捉えるという
ことです。	
?? ある事象を数学で捉えるには、	
–?統計学	
–?解析学	
–?数理モデリング	
などが考えられます。
生命現象を数学で捉える	
?? この中で、私が最も面白いと思って取り組ん
できたのが、生命現象を数学で捉えるという
ことです。	
?? そこから規則性を導き出し、それによって、生
命の応答性を予測することで、意思決定を支
援します。	
?? これが生物学だと、医療、農業、環境などが
対象になるわけです。
今日の内容	
1.? 自己紹介	
2.? 计算机と生物学	
3.? 次世代シーケンサーとデータ分析	
4.? 予測分析	
5.? 大規模データ解析と個別化医療
次世代シーケンサー	
?? 计算机と生物学の関係を推進する上で、次
世代シーケンサーがブレイクスルーになった
ことは言うまでもありません。	
h<p://www.macrogen-japan.co.jp/
next_seq_0101.php
次世代シーケンサー	
	
?? 次世代シーケンサーは、大量の配列断片情
報を産生し、ゲノムDNA配列決定、ゲノムRNA
発現解析、ゲノム修飾(メチル化、蛋白結合)、
ゲノム集団(メタゲノム解析)を可能にします。	
h<p://www.macrogen-japan.co.jp/
next_seq_0101.php
次世代シーケンサー	
?? これらを結びつけるエンジン部分は、やはり、
数学です。	
–?統計学(確率論)	
–?解析学(微分積分)	
–?線形代数学(行列計算)	
–?数理モデリング(線形モデル)	
?? それとこれらの解析を実装するコーディング
です。
次世代シーケンサー	
?? これらを組み合わせた解析も実施されるようにな
りました。トランスオミクス、トータルゲノミクスな
どとも呼ばれます。	
?? オンサイト?リアルタイム解析も、Oxford	
Nonompore製品の登場で現実的になりました。	
?? そのブレイクスルーは非常に大きいと思われま
す。
次世代シーケンサー	
h<p://ngs-expert.com/tag/minion/	
がんゲノムアトラス:がんの遺伝学的基礎/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=CpcrPieUcZk	
がんゲノムアトラス:がんの分子機構を解明する/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=Ii1U-h2YHHg
今日の内容	
1.? 自己紹介	
2.? 计算机と生物学	
3.? 次世代シーケンサーとデータ分析	
4.? 予測分析	
5.? 大規模データ解析と個別化医療
予測分析	
?? データ分析で最も威力を発揮し、その魅力的
なものは予測分析です。	
?? データから、規則性を見出し、その規則性に
基づいて、予測します。
予測分析	
データが	
1.? 遺伝子データであり、	
2.? 臨床診断であったり、	
3.? 薬剤効果であったり、	
4.? 病気の予後であったりする場合、	
?? 診療意思決定の支援が可能になります。
ディープラーニング	
?? これをすべて集約させたものの一つがディー
プラーニングです。	
?? ディープラーニングは、猫の画像認識や、囲
碁の世界チャンピオンを破った技術として注
目されていますが、	
?? もちろん、医疗や生命科学にも応用できます。
今日の内容	
1.? 自己紹介	
2.? 计算机と生物学	
3.? 次世代シーケンサーとデータ分析	
4.? 予測分析	
5.? 大規模データ解析と個別化医療
大規模データ解析	
?? 近年、大規模計測装置により、人体から多く
の情報が抽出されるようになりました。	
?? 次世代シーケンサーなどは顕著な例です。	
?? これで、多くの情報に基づいた診断が可能に
なりました。
大規模データ解析と個別化医療	
h<p://www.kudanclinic-dic]onary.com/about/about09.html
大規模データ解析と個別化医療	
h<p://equitystory.jp/interview/chugai-pharm2_interview.html
大規模データ解析と個別化医療	
h<p://www.sysmex.co.jp/rd/vision_direc]ons/personalized-medicine.html	
がんゲノムアトラス:個別化治療との関連/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=N6livBjq8IQ	
がんゲノムアトラス: TCGAデータのパワー/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=FJ3qkHMQknc
大規模データ解析と個別化医療	
がんゲノムアトラス:がんの遺伝学的基礎/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=CpcrPieUcZk	
	
	
がんゲノムアトラス:がんの分子機構を解明する/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=Ii1U-h2YHHg	
	
がんゲノムアトラス:個別化治療との関連/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=N6livBjq8IQ	
	
がんゲノムアトラス: TCGAデータのパワー/米国国立がん研究所(NCI)	
h<ps://www.youtube.com/watch?v=FJ3qkHMQknc
参考資料	
初心者レベル	
あたらしい人工知能の教科書 	
プロダクト/サービス開発に必要な基礎知識 	
2016/12/17	
	多田 智史 (著),	石井 一夫 (監修)		
¥ 2,808	
	
翔泳社	
	
2冊プレゼント
参考資料	
中上級者レベル	
科学技術計算のためのPython―確率?統
計?機械学習 単行本 –	2016/12	Jose	
Unpingco	(著),	石井 一夫 (翻訳),	加藤 公一
(翻訳),	小川 史恵 (翻訳)	
¥ 6,480	
	
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1冊を5000円で提供
参考資料	
初心者レベル(新刊)	
『Rとグラフで実感する生命科学のための統計
入門』		
	
著者 :石井一夫(東京農工大学) 	
定価 :本体3,900円+税 	
発行日:2017/3/10		
発行元:羊土社 	
	
◆手を動かして覚える、モヤモヤが消える!
すぐに使えるRのサンプルコード付き
Thank	you	for	your	a<en]on.

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