セレスター・レキシコ・サイエンシズと富士通が蛋白質間の共通アミノ酸配列を実用時間で検索する技術を開発

セレスター・レキシコ・サイエンシズ株式会社(以下CLS、本社：千葉市美浜区、社長：土居洋文)と富士通株式会社は共同で、複数の蛋白質間で見出される、共通のアミノ酸パターンを検索するためのモチーフ検索ツールHMMER(*1) のチューニングを行ない、富士通製スーパーコンピュータ「PRIMEPOWER HPC2500」(*2)上で、従来比24倍(*3)の性能向上を実現いたしました。

これにより、最新鋭のSMP方式並列計算機において、これまで約2週間かかっていた全ヒト蛋白質のモチーフ検索(*4)が、約半日という現実的な時間で処理できるようになり、蛋白質の機能予測や構造予測、相互作用予測等のプロテオーム研究を大きく加速できるものと期待されます。

【開発の背景】

HMMERは、バイオインフォマティクス(*5)分野で使用頻度の高いアプリケーションであり、蛋白質の主要構造を類型化したモチーフデータベースと、研究対象の蛋白質配列との間でマッチングやスコア付けを行ない、蛋白質の分類を行うツールです。

バイオインフォマティクスの解析対象が、個々の遺伝子、蛋白質から網羅的なゲノムやプロテオームへと広がるにつれ、大量の蛋白質配列に対して、蛋白質が持つモチーフを全て抽出したいというニーズは大きくなっています。 HMMERは、モチーフという抽象的な対象の検索ができるため、遺伝子配列や蛋白質配列の相同性検索ツールBLAST(*6)に比べて高感度な検索が可能ですが、計算に時間がかかり、研究者が簡単に利用するには問題がありました。

そこで、この計算を高速化できれば、ゲノムサイズでの蛋白質のモチーフ検索を短時間で行うことが可能となります。

【開発した技術】

CLSと富士通は次のようなチューニングを行ない、全ヒト蛋白質のモチーフ検索において従来比24倍の性能向上を実現いたしました。

今回の成果は、両社が平成14年10月31日から開始したスーパーコンピュータのユースケースに関する共同研究(*7)の成果であり、両社が平成14年7月8日に発表したBLASTの性能向上(*8)と同様、CLSの持つ世界最高レベルのバイオインフォマティクス技術と、富士通が長年にわたって培ってきたHPC分野での高度なノウハウやチューニング技術の融合が生かされたものです。

HMMERおよびBLASTの高速化により、バイオインフォマティクス分野におけるPRIMEPOWERの有用性が更に大きく向上いたしました。

両社は今後もさらに、スーパーコンピュータの性能向上および運用性向上に関する研究を継続し、高性能で運用性に優れたスーパーコンピュータおよびスーパーコンピュータを利用した高性能解析システムの開発やサービスの提供を目指します。

なお、HMMERおよびBLASTのチューニングにつきましては、富士通提供の「HPCチューニングサービス」(*9)にて対応いたします。

【用語解説および注釈】

【商標について】

プレスリリースに記載された製品の価格、仕様、サービス内容、お問い合わせ先などは、発表日現在のものです。その後予告なしに変更されることがあります。あらかじめご了承ください。ご不明な場合は、富士通お客様総合センターにお問い合わせください。