GENESIS
・複合体マルチコンフォーメーション解析・結合自由エネルギー計算
・APOマルチコンフォーメーション生成、タンパク質間ネットワーク推定
開発責任者
杉田有治（理化学研究所開拓研究本部 杉田理論分子研究室 主任研究員）主な開発者
Jaewoon Jung (理化学研究所 計算科学研究センター 粒子系生物物理研究チーム 研究員）
小林 千草 (理化学研究所 計算科学研究センター 粒子系生物物理研究チーム 研究員）
森 貴治（理化学研究所 開拓研究本部 杉田理論分子科学研究室 専任研究員）
八木 清（理化学研究所 開拓研究本部、杉田理論分子科学研究室 専任研究員）
松永 康佑(埼玉大学 准教授）
内容
タンパク質、膜、核酸、糖鎖など、生体内分子系のための分子動力学ソフトウェアどんなことができるか
・分子動力学法計算を用いて、タンパク質などの生体分子の動きを観測することができる・超並列スーパーコンピュータを用いて、巨大な生体分子系のシミュレーションを実現できる
・拡張アンサンブル法が導入されており、タンパク質反応の自由エネルギー面などを高い信頼性で解析できる
・GPUを用いた分子動力学を実行できる
関係論文
【GENESISの論文】[1] J. Jung, T. Mori, C. Kobayashi, Y. Matsunaga, T. Yoda, M. Feig, and Y. Sugita, WIREs Comput. Mol. Sci., 5, 310-323 (2015)
[2] C. Kobayashi, J. Jung, Y. Matsunaga, T. Mori, T. Ando, K. Tamura, M. Kamiya, and Y. Sugita, J. Compute. Chem. 38, 2193-2206 (2017)
【主な手法論文】
[3] J. Jung, T. Mori, and Y. Sugita, J. Comput. Chem., 34, 2412-2420 (2013)
[4] T. Mori, J. Jung, and Y. Sugita, J. Chem. Theory Comput., 9, 5629-5640 (2013)
[5] J. Jung, T. Mori, and Y. Sugita, J. Comput. Chem., 35, 1064-1072 (2014)
[6] J. Jung, C. Kobayashi, T. Imamura, and Y. Sugita, Comp. Phys. Comm., 200, 57-65 (2016)
[7] J. Jung, A. Naruse, C. Kobayashi, and Y. Sugita, J. Chem. Theory Comput. 12, 4947 (2016)
[8] Y. Matsunaga, Y. Komuro, C. Kobayashi, J. Jung, T. Mori, and Y. Sugita, J. Phys. Chem. Lett., 7, 1446-1451 (2016)
[9] J. Jung and Y. Sugita, J. Comput. Chem. 38, 1410 (2017)
[10] M. Kamiya and Y. Sugita, J. Chem. Phys. 149, 072304 (2018)
[11] J. Jung, C. Kobayashi, and Y. Sugita, J. Chem. Phys. 148, 164109 (2018)
[12] T. Mori, M. Kulik, O. Miyashita, J. Jung, F. Tama, and Y. Sugita, Structure 27, 161 (2019)
[13] J. Jung, C. Kobayashi, and Y. Sugita, J. Chem. Theory Comput. 15, 84 (2019)
[14] K. Yagi, K. Yamada, C. Kobayashi, and Y. Sugita, J. Chem. Theory Comput. 15, 1924 (2019)
【GENESISの適用例】
[15] I. Yu, T. Mori, T. Ando, R. Harada, J. Jung, Y. Sugita, and M. Feig, eLife 5, e19274 (2016)
[16] M. Kulik, T. Mori, Y. Sugita, and J. Trylska. Nucleic Acids Research 46, 9960-9970 (2018)
[8] Y. Matsunaga, Y. Komuro, C. Kobayashi, J. Jung, T. Mor, and Y. Sugita, J. Phsy. Chem. Lett. 7:1446-1451 (2016)
[10] M. Kamiya and Y. Sugita, J. Chem. Phys. 149, 072304 (2018)
[17] H. Oshima, S. Re, M. Sakakura, H. Takahashi, and Y. Sugita, Biophys. J. 116:57-68 (2019)
[18] J. Jung, W. Nishima, et al. Yuji Sugita, and K. Y. Sanbonmatsu, J. Comput. Chem. 40, 1919-1930 (2019)
使用例
1. バクテリア細胞質の大規模分子動力学シミュレーション（参考文献[15])2. REMD法を用いたリボスイッチの構造ダイナミクスのシミュレーション（参考文献[16])
3. String法を用いたタンパク質構造変化の分子動力学シミュレーション（参考文献[8]）
4. gREST法を用いたタンパク質フォールディングの分子動力学シミュレーション（参考文献[10]）
5. REUS法を用いたタンパク質ーリガンド結合の自由エネルギー解析（参考文献[17]）
マニュアル・チュートリアル資料
マニュアルは https://www.r-ccs.riken.jp/labs/cbrt/tutorial/ からダウンロード可能関連する教科書
M.P.Allen，D.J. Tildesley. Computer Simulation of Liquids. Oxford Science Publications，2017
ソフトウェアのホームページ・入手方法
https://www.r-ccs.riken.jp/labs/cbrt/
問い合わせ先
GENESISのメーリングリスト genesis@riken.jp技術的な質問はGENESISのページのForumで受付中
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