業務紹介

第四室は、国立医薬品食品衛生研究所における研究活動を支える情報基盤の整備・運用と、医薬品および再生医療等製品の安全性評価を高度化する情報工学的研究を担う研究室です。
所内全体の情報基盤の信頼性確保と、薬剤疫学、情報科学、計算機科学、データサイエンス等の手法を基盤とした医薬品安全性評価の高度化・効率化に関する情報工学的研究の両立を目指しています。

1. 研究情報ネットワークおよび情報処理基盤の開発・管理

   第四室は、所内研究活動を安定的かつ安全に支えるため、全所的な研究情報ネットワークおよび情報処理基盤の維持・管理を行っています。
   具体的には、ネットワークおよびサーバ環境の設計・運用、情報セキュリティ対策の立案と実装、セキュリティ研修の実施、ならびにネットワークセキュリティ監査等を通じて、高度なセキュリティレベルを確保した研究環境の提供・維持に努めています。また、将来の研究ニーズや技術動向を見据えたシステム更改にも継続的に取り組んでいます。これらの活動を通じて、研究者が安心して高度な情報解析やデータ共有を行える基盤環境の構築を進めています。

2. 医薬品および再生医療等製品の安全性に関する薬剤疫学研究

   第四室では、医薬品および再生医療等製品の安全性評価を高度化・効率化することを目的として、情報工学的手法を用いた研究を行っています。特に、医薬品の市販後安全対策を支える薬剤疫学分野の研究に重点を置き、多様な安全性関連データの体系的な整理・解析手法、ならびにそれらを実装する情報処理システムの開発に取り組んでいます。具体的には、副作用報告情報や関連データを対象とした解析基盤の構築、バイオシミラーを含む医薬品の安全性評価に資する解析手法の検討などを進め、実務への応用を強く意識した研究を展開しています。

3. 計算科学的手法による安全性予測・構造生物学的解析

   近年の計算機性能および人工知能技術の進展を踏まえ、第四室では、AIおよび計算科学的手法を活用した安全性予測研究にも取り組んでいます。医薬品、副作用、毒性等に関する既存データの蓄積と機械学習手法の活用を通じて、安全性予測モデルの構築およびそれを支えるプラットフォームの整備を進めています。さらに、分子レベルでの安全性理解を深めるため、構造生物学的手法の導入にも注力しています。
   タンパク質立体構造予測やリガンド結合予測に関する計算基盤の整備、ならびにこれらの解析結果を医薬品安全性評価へどのように結び付けるかという方法論の検討を行い、情報科学と生命科学ならびにレギュラトリーサイエンスを橋渡しする研究の展開を目指しています。

• 【今後の展望】

  研究情報基盤の整備という「支える役割」と、情報工学的研究による医薬品安全性評価の高度化という「創出する役割」を両輪として、薬剤疫学、AI、計算科学、構造生物学、レギュラトリーサイエンスといった分野を横断的に融合させ、国の試験研究機関として求められる実効性と信頼性の高い研究成果の創出に貢献していきます。

研究業績

2021年

1. Okiyama Y, Nakano T, Watanabe C, Fukuzawa K, Komeiji Y, Segawa K, Mochizuki Y: Acceleration of Environmental Electrostatic Potential Using Cholesky Decomposition with Adaptive Metric (CDAM) for Fragment Molecular Orbital (FMO) Method.Bull. Chem. Soc. Jpn. 2021; 94:91-96
2. Mochizuki Y, Nakano T, Sakakura K, Okiyama Y, Watanabe H, Kato K, Akinaga Y, Sato S, Yamamoto J, Yamashita K, Murase T, Ishikawa T, Komeiji Y, Kato Y, Watanabe N, Tsukamoto T, Mori H, Okuwaki K, Tanaka S, Kato A. Watanabe C, Fukuzawa K: The ABINIT-MP Program
3. Mochizuki Y, Tanaka S, Fukuzawa K (eds) Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method, pp. 53-67 (Springer, Singapore, 2021)
4. Fukuzawa K, Watanabe C, Okiyama Y, Nakano T: How to Perform FMO Calculation in Drug Discovery
5. Mochizuki Y, Tanaka S, Fukuzawa K (eds) Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method, pp. 93-125 (Springer, Singapore, 2021)
6. Mochizuki, Y, Tanaka S, Fukuzawa, K. eds.: Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method (Springer, Singapore, 2021)

2020年

1. 望月 祐志, 坂倉 耕太， 渡邊 啓正, 奥脇 弘次, 加藤 幸一郎, 渡辺 尚貴, 沖山 佳生, 福澤 薫, 中野 達也：FMO プログラムABINIT-MP の整備状況2020 J. Comput. Chem. Jpn. 2020;19:142-145

2019年

1. Okiyama Y, Watanabe C, Fukuzawa K, Mochizuki Y, Nakano T, Tanaka S:Fragment molecular orbital calculations with implicit solvent based on the Poisson-Boltzmann equation: II. Protein and the ligand-binding system studies. J Phys Chem B. 2019;123:957-973
2. 中野達也、望月祐志、福澤薫、沖山佳生、渡邉千鶴：Bond detached atom (BDA)を共有しているフラグメント間の相互作用エネルギーの補正に関する試みII：ラジカル開裂補正． J. Comput Aided Chem. 2019;20:1-6

2018年

1. Okiyama Y, Nakano T, Watanabe C, Fukuzawa K, Mochizuki Y, Tanaka S: Fragment molecular orbital calculations with implicit solvent based on the Poisson-Boltzmann equation: Implementation and DNA study. J Phys Chem B. 2018;122:4457-4471
2. Nakano T, Fukuzawa K, Okiyama Y, Watanabe C, Komeiji Y, Mochizuki Y: Accuracy of dimer-es approximation on fragment molecular orbital (FMO) method. Chem-Bio Info J. 2018;18:119-122

2017年

1. 中野達也、望月祐志、福澤薫、沖山佳生、渡邉千鶴：Bond detached atom (BDA)を共有しているフラグメント間の相互作用エネルギーの補正に関する試み． J Comput Aided Chem. 2017;18:143-148

2013年

1. 中野達也、山下勝美、沖山佳生、瀬川勝智、望月祐志：Cartesian Gaussianの積分の初期積分の計算。CBI学会誌. 2013;1,:42-46

2012年

1. 瀬川勝智, 中野達也, 斎藤嘉郎: 国立医薬品食品衛生研究所における基盤ネットワークの更新. Bull Natl Inst Health Sci. 2012;130:75-77
2. Nakano T, Mochizuki Y, Yamashita K, Watanabe C, Fukuzawa K, Segawa K, Okiyama Y, Tsukamoto T, Tanaka S: Development of the four-body corrected fragment molecular orbital (FMO4) method. Chem Phys Lett. 2012;523:128-133
3. 中野達也、山下勝美、瀬川勝智、沖山佳生、渡邉千鶴、福澤薫、田中成典、望月祐志：Continuous multipole methodによるfragment molecular orbital法の高速化。J Comput Aided Chem. 2012;13:44-50

2010年

1. Okiyama Y, Nakano T, Yamashita K, Mochizuki Y, Taguchi N, Tanaka S: Acceleration of fragment molecular orbital calculations with Cholesky decomposition approach. Chem Phys Lett. 2010;490:84-89