最尤法によるゲノム情報の並列多重解析システムの開発

利用最大似然法开发基因组信息并行多重分析系统

• 批准号: 06249205
• 负责人: 松田 秀雄
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06249205/
• 关键词: 分子系統解析; ゲノム情報処理; 並列処理; 最尤推定

本研究では,進化過程における塩基およびアミノ酸の置換/挿入/欠失のプロセスを,マルコフ連鎖に基づく確率モデルによりモデリングし,(a)ORF (Open Reading Frame)の予測,(b)配列のアラインメント,(c)分子系統樹の推定といった種々の推定を,最尤法の枠組で統一的に扱えるシステムを開発することを目的とした.1.まず第一段階として,ゲノム情報多重解析システムのプロトタイプを,UNIXワークステーション上で開発した.この開発では,研究目的の項であげた種々の推定処理をそれぞれUNIXのプロセスとして動作させ,それらの間のフィードバックはファイルを介して通信することで実現した。2.分子系統樹の推定に関しては現在のところDNA塩基配列に基づくものがほとんどであることから,最尤法によりアミノ酸配列から分子系統樹を推定するシステムを新たに開発した.3.さらに,このプロトタイプシステムを,ワークステーション・クラスタ(LANで結合されたワークステーション群)上で並列実行可能なように拡張した.ワークステーション・クラスタとしては,神戸大学工学部情報知能工学科の教育用計算機設備の一部である61台のUNIXワークステーションを使用した.この結果15種のタンパク伸長因子(EF-1α)のアミノ酸配列からの分子系統樹推定が,1台のワークステーションで49715秒かかるのを,16台のワークステーションにより4668秒と約1/11にまで実行時間を短縮できた.4.また,分子系統樹の推定において,多数生成される候補系統樹の中から尤度最大のものと効率良く探すため,従来行なわれてきた逐次付加法に加えて,A^**アルゴリズムや遺伝的アルゴリズムによる分子系統樹の推定も行なった.

在这项研究中，进化过程中碱和氨基酸的替换/插入/缺失的过程是通过基于Marcov链的概率模型（a）ORF（a）ORF（开放阅读框架），（b）数组阵列建模的。 （c）目的是开发一个可以在各种估计中统一的系统，例如在最大方法的框架中估算分子树。目的是作为UNIX过程操作的，通过文件进行通信来实现它们之间的反馈。 2。关于分子树的估计，其中大多数是基于DNA碱基序列，因此我们新开发了一个系统，以最大可能的方法为3。扩展，可以在工作站集群中并行执行（一组工作站与LAN相结合） ，在一个工作站中，15种蛋白质（EF-1α）的氨基酸序列（EF-1α）的16个分子在一个工作站中降低至1/11。分子系树是最大的候选树，是最大的，最大的可能性，除了先前执行的其他方法外，还通过A^**算法和遗传算法估算了分子树。