高専カンファレンス in 東京2018 一般発表にて第2会場のトリで発表した「在宅ワークで始める研究生活（生物科学編）」をslideshare向きにちょっと作り直したバージョンです。当日実演した部分はなるべく再現しようとしてキャプチャ撮ってYoutubeにアップしたやつを埋め込みました。

1. 在宅ワークではじめる
研究生活(生物科学編)
2018. 07. 15
高専カンファレンス in 東京 2018 一般発表
オメガ@puremind1994
Kosenconf-114tokyo

2. 自己紹介
オメガ
福島高専 物質工 → 専攻科 → 東工大 生命理工（修士2年）
キラキラ(*^▽^*)女子大生💛（信じられない方には保険証をお見せします><）
ま さ か の D 進 予 定
しかし、M1で落単しすぎて後輩と授業を受ける日々
趣味：野球観戦（中日ファン、最近はDeNAも）
特技：ネットワークセキュリティキーの暗記（大文字小文字混合以外）
Twitter：@puremind1994
落単事件の真相（損失単位は2ケタ）
大学が「留学とかしやすい」などの理由でH28よりクウォーター制を導入したので、
留学先の神奈川県東京都 町田市で2回、計4か月ほどホームステイをしていた

3. プロジェクトマネジメントができない限界大学院生

4. 在宅×生物学？
在宅でもやれる
野菜からDNA抽出 アリ観察
在宅っぽいけど違う
おしゃれな棚
卓球ラケット
割烹着
アットホーム
（物理）
*この写真はフィクションです。
架空のキャラクターである「単位パンマン」は実在
の人物と一切関係ありません

5. コンピュータ × 生物学 で在宅ワーク
パソコンとネット環境があればいつでもどこでもできる
（作業内容と条件によってはスマホでも可）
具体的にどんなことをやるの？
 生体分子の可視化
• タンパク質などの立体構造解析（測定は在宅じゃない）
• 分子モデリング
 バイオインフォマティクス（バイオインフォ）
• ゲノム解析、代謝経路解析など。生物というより情報系の色が強い
 分子シミュレーション（修士でやってるのはこれ）
• タンパク質と低分子の相互作用予測
• 計算によるタンパク質の構造予測 など

6. コンピュータ × 生物学 の実例１
注：みんな在宅でやってるかどうかは裏をとっていません（取れない）
例：日本ではなぜか騒がれる某抗インフルエンザ薬（タミフル）
 ロシュ社が開発した
 ウイルスの感染時に働くタンパク質を邪魔することで、ウイルス増殖を防ぐ

7. インフルエンザウイルスが持つタンパク質であるノイラミニダーゼさんは、
細胞にあるノイラミン酸さんが好みなので見つけるとくっつきににいく
（アウト）
図は実験で得られたノイラミニダーゼとノイラミン酸の複合体の立体構造

8. 複合体の構造を見た偉い人（？）
「これノイラミン酸に形が似ていてもっ
と結合力高い物質作れば細胞守れるん
じゃね？」
タミフル誕生
タミフルは自ら囮になり、先にノイラミ
ニダーゼさんにくっつく（いい人）
インフルエンザウイルスが持つタンパク質であるノイラミニダーゼさんは、
細胞にあるノイラミン酸さんが好みなので見つけるとくっつきににいく
（アウト）
図は実験で得られたノイラミニダーゼとノイラミン酸の複合体の立体構造

9. コンピュータ × 生物学 の実例 2
インシリコ(in silico ) 創薬（対外的にAI創薬という場合も…）
→コンピュータ上でという意味（シリコンチップからきている）
つまり、インシリコ創薬＝コンピュータを活用して薬の開発をすること

10. インシリコ創薬

11. 余談
ディープラーニング（DL）：つよそう（つよい）
ところが、バイオ（ケモ）インフォマティクスにおいてのDLは別で、現時点ではそこまで
強くないらしい*
何が起きているか
サポートベクターマシン（SVM）より頑張る必要があるのに精度が
ちょっとしか上がらないという案件が→結局SVMが無難だよね
なんでだろう（個人的な予想）
• 化学や生命の現象を制御するパラメータが多すぎる（まだ分かってい
ないものもたくさんあると思う）
例えば酵素反応1つをとっても、分子濃度、pH、温度、リン酸化…など、
そのほかにもいろいろな要因で運命が変わってくる
→いきものはすごい（すごい）
*去年（2017）の秋くらいに学会とか講義とかで聞いた話なので今は事情が違うかもしれない

12. 機械学習についてこれ以上突っ込
まれると泣くので分子シミュレー
ションの話をします

13. 分子シミュレーション
分子（タンパク質とか）がある環境でどのようなふるまいをしてい
るか物理法則に基づいて計算し、予測するテクニック。（精度を上
げるために実験で得られたパラメータを用いることもある）
分子シミュレーションの手法例
• ドッキングシミュレーション
• 分子動力学シミュレーション
• 分子軌道計算
など

14. ドッキングシミュレーション
タンパク質は、特定の低分子
（ちっちゃい分子）と触れるか触
れないかのぎりぎりのラインで
くっついている
どのようにくっついてるか？
どのくらいくっつきやすいか？を
計算するのがドッキングシミュ
レーション
↓
タンパクと低分子の相性診断
Ogata M., et al, Analytical Biochemistry (2017)
↓私のドッキング公式戦デビュー作です

15. 分子動力学シミュレーション
分子：基本的に全員西野カナ
• （いい感じに相互作用する分子
に）逢いたくて逢いたくて震えな
がら動いている
• 西野カナの体内にいる分子も逢い
たくて逢いたくて震えている
細胞膜のゲート（膜タンパク質）を通過する西野カナ
gifアニメのリンク：
http://www.ks.uiuc.edu/images/ofmonth/2015-
01/glpt.gif

16. シミュレーションをやってみよう
最低限必要なもの
• パソコン
• ネット環境
あると便利なもの
• ターミナルエミュレータ

17. でも、(PCが) お高いんでしょ？
分子シミュレーションの手段
1. 手元のPCやクラスタマシンでやる
2. Webサービスを使う
3. スパコンログインチャレンジ
2, 3ならお高くないPCでもOK!
（ブラウジングやOffice利用にストレスを感
じない程度ならいける気がする）

18. Webでドッキングシミュレーション（実演）
オメガ3分ドッキング
材料
• インフルエンザウイルスのタンパク（ノイラミニダーゼ）
• タミフル
道具
• Swiss-Dock（Web上でできるドッキングシミュレーションツール）

19. スパコンでシミュレーション
東工大のスパコン：TSUBAME3.0 2017年8月より運用開始

20. TSUBAME3.0
http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/

21. スパコンはガチャ
http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/

22. 詫び石事件
http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/

23. スパコンログインチャレンジ
http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/

24. スパコンで分子動力学シミュレーション（NGシーン）
あるタンパク質の分子動力学シミュレーションをやったら色々とひどかった
https://i12r-studfilesrv.informatik.tu-muenchen.de/wiki/index.php/Task_10:_Molecular_Dynamics_Analysis
←うまくいけばこんな感じになるはず
だった（これは次に見せるNGシーン
とは別のタンパク質です）
Gifアニメ
https://i12r-studfilesrv.informatik.tu-
muenchen.de/wiki/images/thumb/3/3e/PAH
_P281L_Movie.gif/400px-
PAH_P281L_Movie.gif

25. 実はあったマジの在宅ワーク
https://www.nhk.or.jp/ohayou/digest/2018/06/0618.html

26. 実はあったマジの在宅ワーク
https://www.nhk.or.jp/ohayou/digest/2018/06/0618.html

27. 実はあったマジの在宅ワーク
https://www.nhk.or.jp/ohayou/digest/2018/06/0618.html
結局、大抵のことは家でできる（？）

28. 在宅ワークではじめる
研究生活(生物科学編)
2018. 07. 15
高専カンファレンス in 東京 2018 一般発表
オメガ@puremind1994
Kosenconf-114tokyo