氏名

シミズ カナ

清水 佳奈

職名

教授 (https://researchmap.jp/read0205509/)

所属理工学術院

(基幹理工学部)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
shimizu.kana@waseda.jp

住所・電話番号・fax番号

住所
〒169-8555新宿区 大久保3-4-1
電話番号
03-5286-3344

URL等

WebページURL

https://iskana.github.io/web/works.html

https://www.cbio.cs.waseda.ac.jp

研究者番号
60367050

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院(大学院基幹理工学研究科)

学内研究所等

ITバイオ研究所

研究員 2005年-2005年

ゲームの科学研究所

研究所員 2016年-2018年

ゲームの科学研究所

研究所員 2018年-

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

学歴・学位

学歴

1997年04月-2001年03月 早稲田大学 理工学部 情報学科
2001年04月-2003年03月 早稲田大学 理工学研究科 情報科学専攻
2003年04月-2006年03月 早稲田大学 理工学研究科 情報ネットワーク専攻

学位

博士(工学) 早稲田大学

経歴

2006年01月-2006年10月産業技術総合研究所生命情報科学研究センターテクニカルスタッフ
2006年11月-2009年03月産業技術総合研究所生命情報科学研究センター/生命情報工学研究センター産総研特別研究員
2009年04月-2013年02月産業技術総合研究所生命情報工学研究センター研究員
2013年03月-2016年03月産業技術総合研究所創薬基盤研究部門/ゲノム情報研究センター/生命情報工学研究センター主任研究員
2013年12月-2015年04月The Sloan-Kettering Institute at Memorial Sloan-Kettering Cancer CenterVisiting Investigator
2016年04月-2018年03月早稲田大学理工学術院准教授
2018年04月-早稲田大学理工学術院教授

委員歴・役員歴(学外)

2017年-2018年日本バイオインフォマティクス学会監事
2010年-2011年日本バイオインフォマティクス学会理事
2010年-2011年日本バイオインフォマティクス学会幹事
2011年-2018年International Society for Computational Biology (ISCB)The affiliates committee

受賞

平成30年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(研究部門)

2018年04月

生命医薬情報学連合大会2016年大会 研究奨励賞

2016年10月

平成27年度産総研理事長賞(研究)

2016年04月

生命医薬情報学連合大会2015年大会 最優秀口頭発表賞

2015年10月

生命医薬情報学連合大会2015年大会 研究奨励賞

2015年10月

コンピュータセキュリティシンポジウム2014(CSS2014)優秀デモンストレーション賞

2014年10月

コンピュータセキュリティシンポジウム2013(CSS2013)優秀デモンストレーション賞

2013年10月

生命医薬情報学連合大会2012年大会 ベストポスター賞

2012年10月

研究分野

キーワード

バイオインフォマティクス、生命情報科学、ゲノム情報解析、データマイニング、プライバシ保護データマイニング、アルゴリズム

論文

An efficient private evaluation of a decision graph

Sudo, Hiroki and Nuida, Koji and Shimizu, Kana

Proceedings of the 21th International Conference on Information Security and Cryptology (ICISC 2018) 査読有りaccepted2018年-

Secure Division Protocol and Applications to Privacy-preserving Chi-squared Tests

Morita, Hiraku and Attrapadung, Nuttapong and Ohata, Satsuya and Nuida, Koji and Yamada, Shota and Shimizu, Kana and Hanaoka, Goichiro and Asai, Kiyoshi

Proceedings of the International Symposium on Information Theory and Its Applications 2018 (ISITA 2018) 査読有りaccepted2018年-

Secure Wavelet Matrix: Alphabet-Friendly Privacy-Preserving String Search for Bioinformatics

Sudo, Hiroki and Jimbo, Masanobu and Nuida, Koji and Shimizu, Kana

IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics 査読有りto appear2018年-

PubMedDOI

Efficient Two-level Homomorphic Encryption in Prime-order Bilinear Groups and A Fast Implementation in WebAssembly

Attrapadung, Nuttapong and Hanaoka, Goichiro and Mitsunari, Shigeo and Sakai, Yusuke and Shimizu, Kana and Teruya, Tadanori

Proceedings of the ACM Asia Conference on Computer and Communications Security 2018 (AsiaCCS 2018) 査読有りp.685 - 6972018年-

DOI

Discovery of Cryoprotective Activity in Human Genome-Derived Intrinsically Disordered Proteins

Matsuo, Naoki and Goda, Natsuko and Shimizu, Kana and Fukuchi, Satoshi and Ota, Motonori and Hiroaki, Hidekazu

International journal of molecular sciences 査読有り19(2)p.E4012018年-

PubMedDOI

Differentially private Bayesian learning on distributed data

Heikkila, Mikko and Lagerspetz, Eemil and Kaski, Samuel and Shimizu, Kana and Tarkoma, Sasu and Honkela, Antti

Advances in Neural Information Processing Systems 30: Annual Conference on Neural Information Processing Systems 2017 (NIPS 2017) 査読有りp.3226 - 32352017年-

Efficient privacy-preserving string search and an application in genomics

Shimizu, Kana and Nuida, Koji and Ratsch, Gunnar

Bioinformatics 査読有り32(11)p.1652 - 16612016年-

PubMedDOI

Privacy-preserving search for chemical compound databases

Shimizu, Kana and Nuida, Koji and Arai, Hiromi and Mitsunari, Shigeo and Attrapadung, Nuttapong and Hamada, Michiaki and Tsuda, Koji and Hirokawa, Takatsugu and Sakuma, Jun and Hanaoka, Goichiro and others

BMC bioinformatics 査読有り16(18)p.S6 2015年-

PubMedDOI

On Limitations and Alternatives of Privacy-Preserving Cryptographic Protocols for Genomic Data

Teruya, Tadanori and Nuida, Koji and Shimizu, Kana and Hanaoka, Goichiro

Advances in Information and Computer Security: 10th International Workshop on Security, (IWSEC 2015) 査読有りp.242 - 2612015年-

DOI

A method for systematic assessment of intrinsically disordered protein regions by NMR

Goda, Natsuko and Shimizu, Kana and Kuwahara, Yohta and Tenno, Takeshi and Noguchi, Tamotsu and Ikegami, Takahisa and Ota, Motonori and Hiroaki, Hidekazu

International journal of molecular sciences 査読有り16(7)p.15743 - 157602015年-

PubMedDOI

Reference-free prediction of rearrangement breakpoint reads

Wijaya, Edward and Shimizu, Kana and Asai, Kiyoshi and Hamada, Michiaki

Bioinformatics 査読有り30(18)p.2559 - 25672014年-

PubMedDOI

PDB-scale analysis of known and putative ligand-binding sites with structural sketches

Ito, Jun-Ichi and Tabei, Yasuo and Shimizu, Kana and Tomii, Kentaro and Tsuda, Koji

Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics 査読有り80(3)p.747 - 7632012年-

PubMedDOI

PoSSuM: a database of similar protein--ligand binding and putative pockets

Ito, Jun-Ichi and Tabei, Yasuo and Shimizu, Kana and Tsuda, Koji and Tomii, Kentaro

Nucleic acids research 査読有り40(D1 )p.D541 - D548 2011年-

PubMedDOI

POODLE-I: disordered region prediction by integrating POODLE series and structural information predictors based on a workflow approach

Hirose, Shuichi and Shimizu, Kana and Noguchi, Tamotsu

In silico biology 査読有り10(3, 4 )p.185 - 1912010年-

PubMedDOI

SlideSort: all pairs similarity search for short reads

Shimizu, Kana and Tsuda, Koji

Bioinformatics 査読有り27(4)p.464 - 4702010年-

PubMedDOI

SAHG, a comprehensive database of predicted structures of all human proteins

Motono, Chie and Nakata, Junichi and Koike, Ryotaro and Shimizu, Kana and Shirota, Matsuyuki and Amemiya, Takayuki and Tomii, Kentaro and Nagano, Nozomi and Sakaya, Naofumi and Misoo, Kiyotaka and others

Nucleic acids research 査読有り39(suppl_1 )p.D487 - D493 2010年-

PubMedDOI

Interaction between intrinsically disordered proteins frequently occurs in a human protein--protein interaction network

Shimizu, Kana and Toh, Hiroyuki

Journal of molecular biology 査読有り392(5)p.1253 - 12652009年-

PubMedDOI

POODLE-L: a two-level SVM prediction system for reliably predicting long disordered regions

Hirose, Shuichi and Shimizu, Kana and Kanai, Satoru and Kuroda, Yutaka and Noguchi, Tamotsu

Bioinformatics 査読有り23(16)p.2046 - 20532007年-

PubMedDOI

POODLE-S: web application for predicting protein disorder by using physicochemical features and reduced amino acid set of a position-specific scoring matrix

Shimizu, Kana and Hirose, Shuichi and Noguchi, Tamotsu

Bioinformatics 査読有り23(17)p.2337 - 23382007年-

PubMedDOI

Predicting mostly disordered proteins by using structure-unknown protein data

Shimizu, Kana and Muraoka, Yoichi and Hirose, Shuichi and Tomii, Kentaro and Noguchi, Tamotsu

BMC bioinformatics 査読有り8(1)p.782007年-

PubMedDOI

ANGLE: a sequencing errors resistant program for predicting protein coding regions in unfinished cDNA

Shimizu, Kana and Adachi, Jun and Muraoka, Yoichi

Journal of bioinformatics and computational biology 査読有り4(3)p.649 - 6642006年-

PubMedDOI

Feature selection based on physicochemical properties of redefined N-term region and C-term regions for predicting disorder

Shimizu, Kana and Muraoka, Yoichi and Hirose, Shuichi and Noguchi, Tamotsu

Proceedings of the 2005 IEEE Symposium on Computational Intelligence in Bioinformatics and Computational Biology (CIBCB'05) 査読有りp.1 - 62005年-

DOI

A Melody-Retrieval System on Parallelized Computers

Sonoda, Tomonari and Ikenaga, Toshiya and Shimizu, Kana and Muraoka, Yoichi

Entertainment Computing: Technologies and Applications, IFIP First International Workshop on Entertainment Computing (IWEC 2002) 査読有りp.265 - 2722003年-

DOI

The design method of a melody retrieval system on parallelized computers

Sonoda, Tomonari and Ikenaga, Toshiya and Shimizu, Kana and Muraoka, Yoichi

Proceedings of Second International Conference on Web Delivering of Music 2002 (WEDELMUSIC 2002)査読有りp.66 - 732002年-

DOI

書籍等出版物

「個人ゲノム情報の活用とプライバシー保護」, プレシジョン・メディシン ~ビッグデータの構築・分析から臨床応用・課題まで~

清水 佳奈

エヌ・ティー・エス2018年-

詳細

総ページ数:406担当ページ数:345-355ISBN:978-4860435806

"POODLE: tools predicting intrinsically disordered regions of amino acid sequence", Protein Structure Prediction 3rd Edition

Kana Shimizu

Springer2014年-

詳細

総ページ数:253担当ページ数:131-145ISBN:978-1-4939-0366-5

講演・口頭発表等

Privacy-aware computational genomics

Kana Shimizu

SPIEZ Convergence 20182018年09月13日

詳細

開催地:Spiez

Privacy-preserving genome sequence search

Kana Shimizu

2016 International Workshop on Spatial and Temporal Modeling from Statistical, Machine Learning and Engineering perspectives (STM2016)2016年07月23日

詳細

開催地:Tokyo

Privacy-preserving search for a chemical compound database

Kana Shimizu

ISMB/ECCB 2013 Oral Poster Presentations Track2013年07月21日

詳細

開催地:Berlin

Next generation sequencing data analyses by using ultra-fast all pairs similarity search

Kana Shimizu

International Symposium on Single Biomolecule Analysis 20132013年11月00日

詳細

開催地:Kyoto

Efficient Privacy-Preserving String Search and an Application in Genomics

Kana Shimizu

High Throughput Sequencing Algorithms & Applications (HitSeq 2015), A SIG of ISMB/ECCB 20152015年07月11日

詳細

開催地:Dublin

Privacy Preserving Similarity Search in Biomedical Data by Homomorphic encryption

Kana Shimizu

Biological Data Science2014年11月08日

詳細

開催地:Cold Spring Harbor

Privacy-preserving search for a chemical compound database

Kana Shimizu

ISCB-Asia/SCCG 20122012年12月18日

詳細

開催地:Shenzhen

SlideSort: Fast and exact algorithm for Next Generation Sequencing data analysis

Kana Shimizu

ISMB/ECCB 2011 Highlights Track2011年07月18日

詳細

開催地:Boston

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:科研費・挑戦的萌芽研究

類似ゲノムの差異を逃さないDe novoゲノム解析技術の開発

2014年04月-2017年03月

配分額:¥3380000

研究種別:科研費・若手研究(B)

ギガシークエンスデータの高速解析技術の開発

2010年04月-2012年03月

配分額:¥3250000

研究種別:

類似ゲノムの差異を逃さないDe novoゲノム解析技術の開発

2014年-0月-2017年-0月

配分額:¥3380000

研究種別:

プライバシー保護バイオインフォマティクス基盤技術の開発と応用

2013年-0月-2016年-0月

配分額:¥3770000

研究種別:

基質結合部位予測に向けたタンパク質局所構造の高速比較法の開発

2011年-0月-2014年-0月

配分額:¥5330000

研究種別:

ギガシークエンスデータの高速解析技術の開発

配分額:¥3250000

研究資金の受入れ状況

提供機関:公益財団法人大川情報通信基金制度名:公益財団法人大川情報通信基金 2017年度(第31回)研究助成

医療情報解析を促進するプライバシ保護技術の開発2018年03月-2019年03月

代表

提供機関:科学技術振興機構/日本医療研究開発機構制度名:戦略的国際科学技術協力推進事業(SICP)日-フィンランド(Tekes/AF)研究交流

個別化医療を実現するプライバシ保護ゲノム情報解析2014年05月-2017年03月

代表

学内研究制度

特定課題研究

暗号技術を用いたプライバシ保護ゲノム情報解析技術の開発

2016年度

研究成果概要:データベース検索においてクエリとデータベースの双方にプライバシ情報を含む場合,双方のプライバシを同時に守ることは難しい.本研究では,このような問題を解決するため,データの中身を隠したまま,検索結果のみをユーザーに提示することのでき...データベース検索においてクエリとデータベースの双方にプライバシ情報を含む場合,双方のプライバシを同時に守ることは難しい.本研究では,このような問題を解決するため,データの中身を隠したまま,検索結果のみをユーザーに提示することのできる秘匿検索技術の開発を行った.提案手法は部分文字列の秘匿検索を行うことができるが,文字の種類数が多い場合にも高速に動作する性質を持ち,従来手法と比較して10~100倍以上高速であった.本研究成果はデータベース検索の安全化に役立つことが期待される.

プライバシ保護ゲノム情報解析技術の開発

2017年度

研究成果概要:ゲノム情報を含むデータベースを検索する際に必要となるプライバシ保護技術の開発を行った.本研究では,準同型暗号を用いてユーザーとデータベースが双方の情報を開示しないまま目的とするデータ解析を行う暗号プロトコルの開発を行った.具体的に...ゲノム情報を含むデータベースを検索する際に必要となるプライバシ保護技術の開発を行った.本研究では,準同型暗号を用いてユーザーとデータベースが双方の情報を開示しないまま目的とするデータ解析を行う暗号プロトコルの開発を行った.具体的には,ロジスティック回帰によりゲノムワイド関連解析を行うプロトコル,学習済みの決定木によるクラス分類を行うプロトコルを開発した.

cDNAにおける遺伝子領域の特定に関する研究

2003年度

研究成果概要:ポストシークエンス時代の到来と共に、ゲノム情報解析の必要性が高まっている。ゲノムの情報は冗長であり、シークエンサーで解読された情報の中のごく一部だけが生物の機能に携わっている。そのためゲノム情報を、創薬、遺伝子治療、品種改良等に役...ポストシークエンス時代の到来と共に、ゲノム情報解析の必要性が高まっている。ゲノムの情報は冗長であり、シークエンサーで解読された情報の中のごく一部だけが生物の機能に携わっている。そのためゲノム情報を、創薬、遺伝子治療、品種改良等に役立てるには、まず最初に大量のデータの中から遺伝子領域を特定し、タンパク質の機能解析をする必要がある。本研究では以上のような背景を踏まえ、cDNA配列からタンパク質のコーディング領域を予測することを目標とした。cDNAからタンパク質のコーディング領域を特定する従来研究は、コドン連鎖などのコドンの使用頻度をもとに予測を行っている。そのためコドンの使用頻度に偏りがある配列に対しては、予測精度を保てない欠点がある。ゲノムの情報は例外が多く、コドンの使用頻度が偏った配列は数多く存在する。ロバストな予測を行うためには多くの生物学的知見による情報を利用する必要があるが、多くの従来研究では、隠れマルコフモデルなどの確率モデルを使った手法がとられているため、確率的に依存関係にある生物学的知見を同時に利用することが困難であった。これに対し、本研究ではコドンの使用頻度のほかにも有用と思われる生物学的知見を数多く組み合わせて予測することのできる手法を提案した。提案した手法を実装し、ベンチマーク用データを用いて評価を行った結果、従来研究よりも良い精度を得ることができた。また、本研究で実装したシステムはwebから実行することも可能であり、近日中に一web上で公開する予定である。なお、本研究の成果はcDNAだけでなくDNAのexon領域予測にも応用できる。現在はDNA予測に向けてシステムの改変を行い、本研究がより広範囲に貢献できるよう、研究を進めている。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
情報理工学実験A基幹理工学部2018秋学期
情報理工学実験A 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018秋学期
情報理工学実験B基幹理工学部2018春学期
情報理工学実験B 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018春学期
卒業論文A基幹理工学部2018通年
卒業論文A  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018通年
卒業論文B基幹理工学部2018通年
卒業論文B  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018通年
プロジェクト研究A基幹理工学部2018春学期
情報理工学実験C基幹理工学部2018秋学期
プロジェクト研究B基幹理工学部2018秋学期
Algorithms in Computational Biology基幹理工学部2018秋学期
Algorithms in Computational Biology基幹理工学部2018秋学期
生命情報解析技術基幹理工学部2018秋学期
情報通信実験A基幹理工学部2018秋学期
情報通信実験A 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018秋学期
情報通信実験B基幹理工学部2018春学期
情報通信実験B 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018春学期
卒業論文A基幹理工学部2018通年
卒業論文A  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018通年
卒業論文B基幹理工学部2018通年
卒業論文B  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018通年
プロジェクト研究A基幹理工学部2018春学期
プロジェクト研究B基幹理工学部2018秋学期
Research Project B基幹理工学部2018春学期
Research Project B 【S Grade】基幹理工学部2018春学期
Research Project C基幹理工学部2018秋学期
Research Project C 【S Grade】基幹理工学部2018秋学期
Algorithms and Data Structures基幹理工学部2018春学期
Algorithms and Data Structures基幹理工学部2018春学期
Algorithms and Data Structures基幹理工学部2018春学期
Algorithms and Data Structures基幹理工学部2018春学期
Computer Science and Engineering Laboratory基幹理工学部2018秋学期
Computer Science and Engineering Laboratory基幹理工学部2018秋学期
Research Project A基幹理工学部2018秋学期
Research Project D基幹理工学部2018春学期
Research Project B基幹理工学部2018春学期
Research Project B 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018春学期
Communications and Computer Engineering Laboratory基幹理工学部2018秋学期
修士論文(情報・通信)大学院基幹理工学研究科2018通年
Research on Bioinformatics大学院基幹理工学研究科2018通年
バイオインフォマティクス研究大学院基幹理工学研究科2018通年
Research on Computational Biology大学院基幹理工学研究科2018通年
生命情報解析研究大学院基幹理工学研究科2018通年
Special Laboratory A in Computer Science and Communications Engineering大学院基幹理工学研究科2018春学期
情報理工・情報通信特別実験A大学院基幹理工学研究科2018春学期
Special Laboratory B in Computer Science and Communications Engineering大学院基幹理工学研究科2018秋学期
情報理工・情報通信特別実験B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Algorithms in Computational Biology大学院基幹理工学研究科2018秋学期
生命情報解析技術大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Bioinformatics A大学院基幹理工学研究科2018春学期
バイオインフォマティクス演習A大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Bioinformatics B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
バイオインフォマティクス演習B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Bioinformatics C大学院基幹理工学研究科2018春学期
バイオインフォマティクス演習C大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Bioinformatics D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
バイオインフォマティクス演習D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Hands-on Course on Computational Biology A大学院基幹理工学研究科2018春学期
生命情報解析演習A大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Hands-on Course on Computational Biology B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
生命情報解析演習B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Hands-on Course on Computational Biology C大学院基幹理工学研究科2018春学期
生命情報解析演習C大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Hands-on Course on Computational Biology D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
生命情報解析演習D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Master's Thesis (Department of Computer Science and Communications Engineering)大学院基幹理工学研究科2018通年
バイオインフォマティクス研究大学院基幹理工学研究科2018通年
生命情報解析研究大学院基幹理工学研究科2018通年
情報理工・情報通信特別演習A大学院基幹理工学研究科2018春学期
情報理工・情報通信特別演習B大学院基幹理工学研究科2018秋学期